ACC1b Flashcards
1
Q
Conceptos generales del balance ácido-base
A
En condiciones fisiológicas el balance ácido-base es igual a cero.
La acidosis es un balance (+) de H+ y la alcalosis es un balance (-) de H+. Sin embargo, por los mecanismos de compensación existentes, los estados de acidosis o alcalosis NO SIEMPRE IMPLICAN un pH anormal. Por esto:
- Acidosis no es equivalente a acidemia (pH sanguíneo < 7.35)
- Alcalosis no es equivalente a alcalemia (pH sanguíneo > 7.45)
2
Q
Regulación de la homeostasis ácido-base
A
En cada uno de los trastornos ácido-base primarios el equilibrio ácido-base no solo se altera en forma directa, sino que además se gatillan respuestas fisiológicas secundarias que cambian el valor del otro miembro del par bicarbonato/ácido carbónico
3
Q
¿Qué produce la regulación de la homeostasis ácido-base?
A
El efecto inmediato de la respuesta secundaria o compensatoria desvía la concentración de H+ hacia el rango normal. Sin embargo, las dinámicas respiratoria y metabólica difieren entre sí en su velocidad de instalación y tiempo para alcanzar la mayor eficiencia.
1. La compensación metabólica de los trastornos respiratorios tarda 6-12 h en empezar, y no es máxima hasta días o semanas
2. La compensación respiratoria de los trastornos metabólicos es más rápida, aunque no es máxima sino hasta 12-24 h
4
Q
Mecanismos de compensación ácido-base
A
- Tampones del espacio extracelular
- Tampones del espacio intracelular
- Pulmón: involucra a los ácidos volátiles (CO2)
- Riñón: involucra a los ácidos fijos
- Hueso: principalmente en acidosis metabólica crónica
5
Q
Sistemas amortiguadores extracelulares
A
Al reflejarse los cambios ácido-base en sangre, actúan los sistemas amortiguadores, tampones o buffers, que constituyen la primera línea de defensa para regular el pH.
Estos sistemas están constituidos químicamente por un ácido débil y su correspondiente sal o base conjugada
6
Q
Sistemas amortiguadores de la sangre
A
Aquí hay varios sistemas que pueden actuar de forma cooperativa, los que en su conjunto se definen como la Buffer Base (BB) o base tampón (masa total de tampones en la sangre), el que tiene un valor de 50 mEq/L.
Sin embargo, en términos cuantitativos, el sistema tampón bicarbonato es el más importante, ya que es cerca de la mitad de la masa tamponante de la sangre (24 mEq/L)
7
Q
¿Cómo el pH puede afectar un tampón u otro?
A
Debido al principio isohídrico y a la presencia de un ion común a todos los tampones (H+), el pH tiene un efecto que se puede reflejar en todos los sistemas de tampones.
En otras palabras, el sistema tampón bicarbonato está conectado en forma inmediata a todos los demás sistemas tampones de la sangre, debido a que todos ellos tienen un pH común en un mismo compartimiento
8
Q
Reacción química del sistema tampón bicarbonato
A
La primera de estas reacciones químicas (CO2 + H2O -> H2CO3) es muy lenta cuando no se encuentra catalizada por anhidrasa carbónica (AC). Esta reacción es fundamental a nivel de eritrocitos para la homeostasis ácido-base, aunque la AC también está a lo largo de todo el epitelio del túbulo renal y otros tejidos.
El pH resultante de diversas concentraciones de componentes de este sistema se calcula con la ecuación de Henderson-Hasselbach
9
Q
¿Por qué varía el pH según la ecuación del sistema tampón bicarbonato?
A
Ejemplo: si se retiene CO2 (hipercapnia), el equilibrio químico se desplazará a la derecha, aumentando la proporción de H+ y HCO3- en proporción 1:1. Sin embargo, aunque aumenta la concentración de HCO3-, este no está titulando los H+ libres, sino que se encuentra asociado al mantenimiento del equilibrio químico. No cumple función de tamponamiento, y por esto el pH disminuye
10
Q
¿Qué es la cantidad total de bicarbonato en sangre?
A
Es la suma tanto del bicarbonato metabólico (HCO3-) como del asociado al componente respiratorio (CO2)
11
Q
Propiedades del sistema tampón bicarbonato: 1
A
El valor del pKa del ácido carbónico es 6.1, por lo que a pH fisiológico hay una relación sal/ácido de alrededor de 20:1. Esto no hace del bicarbonato un buen tampón desde el punto de vista químico (debería ser 1:1); sin embargo, le confiere mayor capacidad para el tamponamiento de las sobrecargas ácidas a que el organismo se ve sometido con mayor frecuencia
12
Q
Propiedades del sistema tampón bicarbonato: 2
A
Tiene una doble regulación, tanto a través del riñón (regula concentración de bicarbonato) como de la ventilación (regula la pCO2)
13
Q
Propiedades del sistema tampón bicarbonato: 3
A
En la regulación a través de la ventilación:
1. Es un sistema abierto, donde la modificación de ventilación alveolar permite la excreción de CO2 con gran eficiencia, y por lo tanto una rápida regulación de la pCO2. La pCO2 tiende a mantenerse cercana a 40 mmHg
2. Por la alta difusibilidad del CO2, se puede establecer una interacción entre el intra y extracelular. Aquí es importante el eritrocito por su alta actividad de AC, permitiendo una rápida generación de bicarbonato
14
Q
Propiedades del sistema tampón bicarbonato: 4
A
En la regulación por el riñón, la concentración plasmática del bicarbonato se regula a través de su excreción, recuperación y generación “de novo”
15
Q
Tampones extracelulares no bicarbonato
A
Estos sistemas tienen componentes que no se generan rápidamente como en el sistema tampón bicarbonato. Además, sus concentraciones no son reguladas por el pulmón.
1. Sistema tampón proteínas (Prot-/HProt)
2. Sistema tampón hemoglobina (Hb-/HHb)
3. Sistema tampón fosfatos (Na2HPO4/NaH2PO4)
16
Q
Sistema tampón proteínas
A
Cada cadena polipeptídica contiene solo un grupo carboxilo o amino libre, por lo que estos grupos tienen ESCASA CONTRIBUCIÓN al poder tampón. En cambio, hay grupos ionizables en las cadenas laterales, los que tienen capacidad tamponante según el pKa que posean. La mayor parte de la capacidad tamponante de las proteínas es atribuible al grupo imidazol de la histidina, con pKa de 6.4 - 7.0.
La albúmina explica en gran parte la capacidad tampón de las proteínas, especialmente por contener 16 residuos de histidina por molécula
17
Q
¿Qué es el sistema tampón Hb?
A
Importante tampón no bicarbonato, tanto por su alta concentración como por su elevada capacidad tamponante, lo que puede atribuirse casi exclusivamente a los 9 grupos histidina de cada una de las cadenas polipeptídicas de la molécula (36 grupos en total). Tanto la Hb sin oxígeno (HHb) como su forma oxigenada (HHbO2) son ácidos débiles, pero la primera es más débil (pKa 6.8) que la segunda (pKa 6.6). Por esto 1 mEq de HHb se combina con 0.7 mEq más de H+ que 1 mEq de HHbO2
18
Q
¿Cómo funciona el tampón Hb?
A
Cuando la HHbO2 cede su carga de O2 a los tejidos, aumenta su capacidad de aceptar y transportar iones H+ hasta el pulmón, donde los cede al captar O2 (porque con este cambio se hizo ácido más fuerte). Los H+ liberados son titulados por bicarbonato con la formación de CO2, excretado por vía pulmonar
19
Q
Sistema tampón fosfatos
A
Hay tanto fosfatos orgánicos como inorgánicos. Los fosfatos orgánicos (ATP, ADP, AMP, 2.3-difosfoglicerato) actúan como tampones intracelulares. Los fosfatos inorgánicos tienen pobre participación en tamponamiento extracelular, aunque deberían ser mejores que el bicarbonato (pKa 6.8, más cercano al fisiológico que el del ácido carbónico). Esto no ocurre porque su masa tamponante es muy baja
20
Q
¿Dónde cobran importancia los fosfatos como tampón extracelular?
A
En el fluido tubular, a causa del marcado cambio que se produce en la relación sal/ácido:
1. Plasma: pH 7.4 / 4:1
2. Orina: pH 5.4 / 1:25
Cuando la orina tiene pH 5.4, alrededor del 96% del fosfato está en su forma ácida (H2PO4-)
21
Q
Tamponamiento intracelular en acidemia
A
En exceso de H+ en LEC (acidemia), una importante fracción de estos se amortigua por intercambio catiónico en diferentes células del organismo. Así, el influjo de H+ a las células se asocia a eflujo de K+ de las mismas, pudiendo resultar en hiperkalemia. Los H+ que ingresan a las células se unen a aniones con poder tampón que en ese compartimiento existen en abundantes reservas (ej. proteínas, fosfatos orgánicos)
22
Q
Tamponamiento intracelular en alcalemia
A
En elevación del pH sanguíneo (alcalemia), hay intercambio catiónico en sentido inverso, salen H+ de la célula e ingresa K+, generándose una hipokalemia. Esta fuente de H+ se da por activación de la enzima intracelular fosfofructoquinasa-1 (a causa del alza de pH), enzima de la vía glucolítica que favorece la producción de piruvato y ácido láctico.
Además de este proceso de intercambio que involucra influjo de K+, en la alcalosis metabólica ingresa bicarbonato al GR, intercambiándose por Cl-
23
Q
Regulación respiratoria de la excreción de CO2
A
A través de la ventilación alveolar es posible eliminar todos los ácidos volátiles producidos. El CO2 procedente del metabolismo difunde hacia el plasma, donde puede ocurrir:
1. Su disolución
2. Su hidratación a bicarbonato, aunque en mínima cantidad, porque la concentración de AC en plasma es muy baja
3. Su difusión al interior del eritrocito (la mayoría del CO2), donde se hidrata a bicarbonato y una parte menor se disuelve en citosol o se une a Hb
24
Q
Tasa de producción y excreción de CO2
A
La tasa de producción y excreción basal de CO2 es elevada (15.000 mmoles/d). Aún durante el ejercicio vigoroso, cuando la producción de CO2 puede aumentar 12 veces o más, la excreción respiratoria aumenta en la misma magnitud, por lo cual aumentos exclusivos en la tasa de producción de CO2 NO CONSTITUYEN causa de acidosis respiratoria
25
Centro respiratorio (CR)
Está ubicado en tronco cerebral, recibe información de mecanorreceptores y quimiorreceptores e integra estas señales, enviando señales eferentes a los músculos respiratorios para adecuar la ventilación alveolar
26
Quimiorreceptores del CR
1. Señales en quimiorreceptores periféricos (en cuerpos carotídeos y aórticos) que llevan a aumento de VA son: aumento de pCO2, disminución de pH y disminución de pO2; mientras que se disminuye la VA cuando disminuye la pCO2, aumenta el pH o aumenta la pO2
2. Cambios de pH del LCE también ejercen el mismo efecto que los quimiorreceptores periféricos sobre el CR, pero a través de quimiorreceptores centrales
27
Compensación respiratoria de acidosis o alcalosis metabólica
La respuesta compensatoria de acidosis metabólica es una hiperventilación alveolar gatillada por efecto de la caída de pH sobre quimiorreceptores periféricos. Así se produce hipocapnia y aumento de la pO2, frenando el efecto inicial y estabilizándose la pCO2. Un fenómeno similar ocurre en la compensación respiratoria de alcalosis metabólica, donde ahora la hipercapnia frena el efecto hipoventilatorio.
Por esto se dice que las compensaciones respiratorias de los trastornos metabólicos del equilibrio ácido-base son procesos autolimitados
28
¿En qué caso es más eficiente la respuesta respiratoria?
La eficiencia de la respuesta respiratoria es mayor en el caso de la acidosis y menor en el caso de la alcalosis
29
Predicciones de efectos de compensaciones respiratorias sobre pCO2
1. En alcalosis metabólica el aumento de la concentración plasmática de bicarbonato 1 mEq/L genera un incremento de 0.75 mmHg en pCO2
2. En acidosis metabólica por la caída del bicarbonato plasmático de 1 mEq/L se reduce la pCO2 en 1.25 mmHg
Este nuevo valor de pCO2 será el REFERENTE frente a nuevos trastornos que se pueden superponer, como ocurre en los trastornos mixtos
30
Hiperventilación en acidosis metabólica aguda
Aquí la hiperventilación se inicia temprano, pero va actuando en forma cada vez más eficiente durante las primeras horas, alcanzando su máximo efecto a las 12-24 h. Esto es por las acciones disímiles que se ejercen sobre los quimiorreceptores centrales y periféricos
31
¿Por qué se dan las acciones disímiles en quimiorreceptores?
Por la diferente difusibilidad del bicarbonato y CO2, que hace que cuando se inicia la hiperventilación, en respuesta al descenso de pH de la sangre, hay una caída de la pCO2 tanto en sangre como en LCE. Sin embargo, ya que el bicarbonato difunde más lento por BHE, en el LCE se produce una elevación transitoria del pH (porque descendió pCO2, pero el bicarbonato se mantiene), por lo que los quimiorreceptores centrales mitigan el estímulo al CR que promueven los quimiorreceptores periféricos
32
¿Cómo se resuelven las acciones disímiles de los quimiorreceptores?
Como el CR es más sensible a los quimiorreceptores periféricos, la suma algebraica resulta en predominio de hiperventilación, pero amortiguada por los quimiorreceptores centrales. A las 12-24 h se equilibra la concentración de bicarbonato, y ahí la hiperventilación llega a su máximo. Sin embargo, si bajo estas condiciones se ajustara el pH de la sangre a su valor normal por infusión de bicarbonato, la hiperventilación persistiría hasta que la lenta difusión del bicarbonato logre elevar su concentración en el LCE
33
Regulación renal del equilibrio ácido-base
El riñón es responsable de excretar los ácidos fijos resultantes del metabolismo endógeno, cuya producción se estima entre 1 - 1.5 mEq/kg/d. Para esto, operan los 3 mecanismos de acidificación urinaria:
1. Reabsorción y generación de bicarbonato
2. Formación de acidez titulable
3. Formación de amonio
34
¿Qué se necesita para que se cumplan los mecanismos de acidificación urinaria?
La secreción tubular de H+ es el proceso central que permite que ocurran los 3 mecanismos de acidificación urinaria. Una vez completada la reabsorción de bicarbonato, por cada mEq secretado por el riñón para formar amonio o acidez titulable se genera 1 mEq de bicarbonato hacia el medio interno (generación de novo)
35
¿Cuál es el límite de excreción de H+ de ácidos fijos?
Si la producción metabólica de H+ provenientes de ácidos fijos alcanza 60-100 mEq/d, el riñón excretará esa misma cantidad y se conservará la homeostasis ácido-base. Si la producción sobrepasa la excreción se caerá en balance (+) de H+, produciéndose acidemia
36
¿Qué determina la regulación renal del equilibrio ácido-base?
Dos señales reflejadas en parámetros sanguíneos, pH y pCO2. Al acidificarse el pH de la sangre, hay translocación de H+ al intracelular, y en el caso de células de epitelio tubular resulta en mayor secreción de H+. Asímismo, la hipercapnia aumenta el abastecimiento de sustrato a la AC tubular, que lleva a mayor formación y excreción de H+. Es decir, ambas señales se constituyen en vertientes de secreción de H+
37
Reabsorción de bicarbonato
El bicarbonato que filtra en el glomérulo es totalmente reabsorbido a lo largo del nefrón, de modo que no se debiera detectar bicarbonaturia. Por el contrario, una pérdida de bicarbonato por la orina conlleva ganancia neta de H+
38
Proceso de reabsorción de bicarbonato a nivel proximal
En el nefrón proximal (donde se reabsorbe la mayoría de bicarbonato) está la AC tipo IV, isoforma luminal. Esta cataliza la formación de CO2 y H2O a partir de H2CO3 (el que proviene de unión de HCO3- y H+ en lumen). El CO2 ingresa a las células por difusión o por AQP-1. Aquí, la AC tipo II (citosólica) hace lo contrario, formando H2CO3, que se disocia en HCO3- y H+. El HCO3- por membrana basolateral se va al plasma mediante cotransportador Na+/HCO3- (NBC), y los H+ se secretan al lumen por intercambiador NHE3 o bomba H+ ATPasa. Estos H+ participan nuevamente en la titulación del bicarbonato tubular
39
Secreción tubular de H+ en acidosis
Un aumento del pool celular de H+, como se da en acidosis, se acompaña de un incremento en la secreción tubular de H+, aumentando así la reabsorción del bicarbonato y restableciendo la homeostasis ácido-base
40
Proceso de reabsorción de bicarbonato a nivel distal
Aquí hay diferencias, ya que los H+ son secretados al lumen por bomba H+/K+ ATPasa, además de la H+ ATPasa; sin embargo, a este nivel no está la AC tipo IV. Por esto, la mayor parte del ácido carbónico originado en el lumen de este segmento del nefrón es excretado por la orina
41
Células intercaladas α y β del nefrón distal
Las α se relacionan con secreción de H+ por bombas H+/K+ ATPasa y H+ ATPasa, las β secretan principalmente bicarbonato cuando está en exceso, por el intercambiador Cl-/HCO3-. Por este intercambiador, la oferta de Cl- es fundamental para la secreción de bicarbonato. La hipocloremia (sd emético) lleva a alcalosis metabólica, ya que disminuye la carga filtrada de Cl-, aumenta la reabsorción fraccional en nefrón proximal y hay menor oferta de Cl- a nivel distal, impidiendo la secreción de bicarbonato
42
¿Qué es el umbral renal de bicarbonato?
La capacidad del túbulo para reabsorber bicarbonato depende de la mayor o menor habilidad para secretar H+. Si se infunde bicarbonato excediendo su valor de 26 mEq/L, el túbulo no alcanza a transportar la totalidad de la carga filtrada del anión, apareciendo bicarbonaturia. Aquí se dice que se ha sobrepasado el umbral renal de bicarbonato, que es la concentración plasmática sobre la cual se observa bicarbonaturia
43
Factores que aumentan el umbral renal de HCO3-
1. Contracción del VEC
2. Depleción de K+
3. Hipercapnia
4. Hipoparatiroidismo
5. Hipercalcemia
6. Hipocloremia
44
Factores que disminuyen el umbral renal de HCO3-
1. Expansión del VEC
2. Balance (+) de K+
3. Hipocapnia
4. Hiperparatiroidismo
5. Hipocalcemia
6. Inhibición de anhidrasa carbónica
7. Depleción de fosfatos
45
¿De qué depende la reabsorción de bicarbonato?
1. Concentración de bicarbonato a nivel tubular: se asocia a bicarbonaturia si se supera el umbral renal de bicarbonato
2. Estado del VEC
3. pCO2 sanguínea: aumenta el sustrato de AC tipo II, aumentando el pool intracelular de H+, aumentando su secreción y la reabsorción de bicarbonato
4. Niveles de mineralocorticoides
5. Balance de K+
46
Reabsorción de bicarbonato: Estado del VEC
La activación del SRAA lleva a aumento en secreción de H+ a nivel proximal, por estimulación del cotransportador Na+/HCO3- (NBC) por la angiotensina II, llevando a aumento en la reabsorción de bicarbonato
47
Reabsorción de bicarbonato: Niveles de mineralocorticoides
Aldosterona estimula el transportador de sodio ENaC, en membrana apical de células principales de túbulo colector, aumentando reabsorción de Na+ y generando un potencial transepitelial negativo. Este potencial aumenta la secreción de cationes intracelulares, como K+ o H+. Además, aldosterona estimula directamente la H+ ATPasa.
Por esto, el hiperaldosteronismo lleva a aumento de secreción de H+ y de reabsorción de bicarbonato; y el hipoaldosteronismo se asocia con menor reabsorción de bicarbonato
48
Reabsorción de bicarbonato: Balance de K+
Hipokalemia gatilla el egreso de K+ e ingreso de H+ en las células. Este intercambio también se da en las células tubulares, por lo que el ingreso de H+ aumenta su pool intracelular, su secreción y por ende la reabsorción de bicarbonato. En la hiperkalemia se da lo contrario, disminuyendo la reabsorción de bicarbonato
49
Regeneración de bicarbonato
Este mecanismo se encarga de regenerar el bicarbonato que ha sido titulado debido al tamponamiento de los ácidos fijos que ingresan al organismo, estos mecanismos permiten al riñón excretar el exceso de ácidos fijos
50
¿Qué ocurre en la regeneración de bicarbonato?
Cuando todo el bicarbonato filtrado se ha reabsorbido, la secreción de H+ en nefrón distal (donde ocurre la mayoría de regeneración de bicarbonato) podría provocar una gran caída del pH luminal y de todo el tracto urinario si no se encontraran presentes otros sistemas de tamponamiento. La presencia de amoníaco y acidez titulable cumplen esta función
51
Formación de acidez titulable
Son los mEq de base que deben adicionarse para llevar el pH de la orina a 7.4. Es la excreción de H+ en forma de ácidos débiles, principalmente como fosfatos, mientras que otros compuestos como creatinina y otros ácidos orgánicos tienen un papel menor
52
¿De qué depende la acidez titulable?
Del pH urinario y de la cantidad y calidad de las sustancias con poder tampón presentes en la orina
53
¿Cuánto puede amortiguar la acidez titulable?
El tampón fosfato tiene un pKa de 6.8, por lo que a pH plasmático normal un 80% del fosfato está como H2PO4-, y solo un 20% como HPO4 2-. Pero cuando el pH del fluido tubular baja a 5.4, 96% del fosfato está como H2PO4-. Así, 100 mmoles de fosfato en el fluido tubular pueden amortiguar alrededor de 76 mmoles de H+
54
¿De dónde viene el amoníaco para el tampón amoníaco/amonio?
Algunas células tubulares producen amoníaco (NH3), principalmente por desamidación de glutamina para formar glutamato (por glutaminasa). Cantidades adicionales de NH3 se liberan por desaminación del glutamato para formar α-cetoglutarato (por glutamato deshidrogenasa) y otras reacciones, pero menor que lo aportado por glutamina. Las cantidades significativas de NH3 se aportan al riñón por la sangre arterial (principalmente en forma de amonio)
55
Características del tampón amoníaco/amonio
El NH3 es fuertemente básico y se asocia con H+ para formar amonio (NH4+), reacción que está desplazada a la derecha (formación de NH4+) en las condiciones de pH de los líquidos y tejidos corporales. Por el elevado pKa de la disociación del NH3 (9.3), en la sangre la concentración de NH4+ es 100 veces mayor que la de NH3
56
Difusibilidad de NH3 y NH4+
A pesar de la baja concentración de NH3, su baja polaridad y su carácter liposoluble lo hacen difusible. Así, aunque el NH3 es producido en células epiteliales del TCP, pasa con facilidad a la sangre, fluido tubular y células de túbulos distal y colector, llegando a una concentración similar en todas partes. En cambio, la concentración de NH4+ queda determinada por el pH de cada compartimiento local
57
¿Qué provoca la caída del pH urinario en el tampón NH3/NH4+?
Toda caída del pH urinario aumenta la difusión no iónica de NH3 desde sangre venosa hacia la orina, y la excreción de NH4+ aumenta. Cuando el fluido tubular llega a pH 5.4, la relación NH4+/NH3 es 10.000:1.
El amonio excretado proviene de dos fuentes en realidad: 1/3 de la sangre y 2/3 de la producción renal
58
Proceso de excreción de amonio
En TCP la glutamina es desaminada, produciendo NH3, que difunde al lumen tubular y se une a un H+, que será excretado en forma de NH4+. Además, se produce una cantidad de NH4+ intracelularmente, que pasa al lumen tubular por transportador Na+/H+ (NHE3). Luego hay recirculación del NH4+, porque hay impermeabilidad para este hasta el asa gruesa ascendente de Henle, donde se reabsorbe vía paracelular, por el lumen positivo en ese segmento, o por cotransportador NKCC2, sustituyendo al K+. El NH4+ se convierte nuevamente en NH3 y difunde hasta el túbulo colector (donde se une a un H+ secretado por las células intercaladas α y será excretado como NH4+) o nuevamente hacia el TCP
59
¿Qué le pasa a la glutamina en la excreción de amonio?
La glutamina continúa su vía metabólica, generando α-cetoglutarato. Esta molécula ingresa al ciclo de Krebs, donde se generan 2 moléculas de bicarbonato, las que luego se dirigen al plasma (generación de bicarbonato propiamente tal)
60
Efectos del balance ácido-base sobre la amoniogénesis renal
Los cambios ácido-base ejercen una fuerte influencia sobre la tasa de producción renal de amonio a partir de glutamina en la corteza renal. Recordar que el origen principal del amonio excretado es la glutamina
61
¿Qué ocurre con la amoniogénesis renal en una acidosis?
En el TCP hay transportadores de glutamina en membrana luminal, basolateral y mitocondrial, todos activados por acidosis aguda, por lo que hay un aumento inmediato de la utilización renal de glutamina. Si la acidosis se mantiene, la producción y excreción de NH4+ aumenta en forma progresiva, porque la disminución del pH intracelular aumenta la expresión génica de las enzimas involucradas en el catabolismo de glutamina (glutamato deshidrogenasa y glutaminasa).
Esto último requiere tiempo, por eso la compensación renal alcanza su mayor eficiencia después de varios días de exposición a sobrecarga de H+
62
¿Cómo aporta el hueso al equilibrio ácido-base?
El hueso contiene considerables cantidades de bases almacenadas: carbonato, bicarbonato, fosfato, en forma de sales complejas de Ca2+.
En sobrecarga ácida aguda, la mayor parte de estas bases es inaccesible y se requiere un período de tiempo para que puedan ejercer su acción tamponante. Por lo tanto, este mecanismo compensatorio opera SOLAMENTE en ACIDOSIS METABÓLICAS CRÓNICAS, como se da en insuficiencia renal crónica o acidosis tubulares renales
63
¿Qué implica el tamponamiento óseo?
Implica necesariamente el aumento de excreción urinaria de Ca2+, lo que provoca desmineralización ósea y puede contribuir a explicar la osteodistrofia que se da.
En la acidosis respiratoria crónica no se produce la desmineralización ósea, por el contrario, el aumento de la concentración plasmática de bicarbonato facilita el depósito de bases en el hueso
64
¿De qué resulta el pH sanguíneo?
Resulta siempre de la interacción de efectos respiratorios y metabólicos, que son capaces de afectarlo tanto en el mismo sentido como en sentidos opuestos
65
Trastornos ácido-base
1. Acidosis respiratoria: aumento de pCO2 sanguínea
2. Alcalosis respiratoria: disminución de pCO2 sanguínea
3. Acidosis metabólica: Base Excess negativo o Bicarbonato estándar disminuido
4. Alcalosis metabólica: Base Excess positivo o Bicarbonato estándar aumentado
66
Tipos de trastornos ácido-base
1. Trastorno simple: es el estado ácido-base resultante de un trastorno primario (provocado por mecanismo independiente) y su correspondiente respuesta compensatoria o trastorno secundario
2. Trastorno puro: estado ácido-base resultante de un trastorno primario en ausencia de uno secundario o compensación
3. Trastorno mixto: estado ácido-base de 2 o más mecanismos independientes, cada uno causante de una alteración ácido-base primaria
67
Acidemia
Aumento de la concentración de H+ en sangre en magnitud suficiente para provocar caída del pH < 7.35
68
Acidosis
Condición de balance (+) de ácidos fijos (acidosis metabólica) o ácidos volátiles (acidosis respiratoria). Se considera que un balance (-) de bases (como bicarbonato) es equivalente a un balance (+) de H+ de igual magnitud
69
Alcalemia
Disminución de la concentración de H+ en sangre, en magnitud suficiente para elevar el pH > 7.45
70
Alcalosis o baseosis
Situación de balance (+) de bicarbonato (alcalosis metabólica) o balance (-) de ácidos volátiles (alcalosis o baseosis respiratoria) o balance (-) de ácidos fijos. Un balance (-) de H+ se considera como un balance (+) de la cantidad equivalente de bicarbonato
71
Componente respiratorio del estado ácido-base
Es el valor de pCO2 arterial, su valor normal es 40 ± 3 mmHg.
La pCO2 es un parámetro que refleja la ventilación alveolar
72
Base tampón (BB: buffer base)
Suma de todos los aniones sanguíneos con poder tampón (bicarbonato, Hb, proteínas, fosfatos, etc). Es un parámetro independiente de la pCO2, ya que se mide en condiciones estandarizadas, lo que permite excluir toda influencia del componente respiratorio. Así se puede evaluar cuantitativamente, en forma independiente, la contribución de los factores metabólicos en el pH. El valor normal de BB es 45-50 mEq/L
73
Exceso de base (BE: base excess)
Parámetro utilizado para diagnosticar y clasificar los trastornos metabólicos. Resulta del cálculo de la diferencia observada entre los valores de la BB de muestra de sangre de un px (BB real) y el valor normal que le corresponde (BB normal). El rango normal es -2 a +2 mEq/L.
BE = BB real - BB normal
74
¿Cómo pueden cambiar los valores del BE?
En ausencia de trastornos metabólicos que afecten el pH, la BB real debería ser equivalente a la BB normal. Esto es BE de cero
- Valores positivos significan que hay exceso real de base (alcalosis metabólica, BB real > BB normal)
- Valores negativos reflejan un déficit de base o exceso de ácido (acidosis metabólica, BB real < BB normal)
75
¿Qué representa cuantitativamente el BE?
Representa directamente los mEq de base que faltan (cuando es negativo) o que sobran (cuando es positivo) a cada litro de sangre arterial para alcanzar un pH normal de 7.4
76
Bicarbonato real
Concentración plasmática de bicarbonato medida sin modificaciones externas de la sangre (sin modificar pCO2). El valor normal es 24 ± 2 mEq/L
77
Bicarbonato estándar
Es de los parámetros más importantes utilizados para diagnosticar y clasificar los trastornos metabólicos. Es la concentración plasmática de bicarbonato en sangre oxigenada, sometida a condiciones estandarizadas. El valor normal es 24 ± 2 mEq/L
78
¿Cómo se usa el bicarbonato estándar?
Al ser un parámetro independiente de pCO2, se usa para estimación cuantitativa de la contribución de factores metabólicos sobre el pH sanguíneo, en forma alternativa a BB o BE. Cuando la sangre arterial de un px no tiene alteraciones del componente respiratorio (pCO2 40 mmHg), los valores de bicarbonato real y estándar son iguales.
- En hipocapnia: bicarbonato estándar > bicarbonato real
- En hipercapnia: bicarbonato estándar < bicarbonato real
Es decir, los cambios de la pCO2 marcan las diferencias entre bicarbonato real y estándar
79
CO2 total del plasma
Suma de todas las formas de CO2 (CO2 disuelto, como ácido carbónico, bicarbonato y carbamino-compuestos). El componente que predomina marcadamente es el bicarbonato. El valor normal del CO2 total es 26-28 mmoles/L
80
Anion gap
Diferencia entre la concentración del catión principal de la sangre (Na+) y la suma de los dos aniones principales (Cl- y HCO3-). El valor normal es 9-14 mEq/L. Es un parámetro muy útil para el dx diferencial de las causas de acidosis metabólica, las que pueden ser de 2 categorías:
1. Anion gap conservado
2. Anion gap elevado
81
¿Qué significa una elevación del anion gap?
Representa la acumulación en sangre de aniones no medibles, como el lactato (acidosis láctica), β-hidroxibutirato y acetoacetato (cetoacidosis); o bien fosfatos y sulfatos (insuficiencia renal crónica avanzada), entre otros; los que, manteniendo el principio de electroneutralidad, producen una disminución de los aniones medibles
82
¿Qué es la acidosis metabólica?
Trastorno donde hay acidificación del pH sanguíneo por exceso de ácidos fijos o deficiencia de bases de origen metabólico. Queda determinada por un BE negativo (< -2 mEq/L) o un HCO3- estándar disminuido (< 22 mEq/L). Además puede acompañarse de anion gap aumentado o normal
83
Dx de acidosis metabólica por parámetros
En este hay reducción primaria de la concentración plasmática de bicarbonato asociada a un pH disminuido. En el caso del trastorno simple, existe una hiperventilación compensadora que produce caída de la pCO2, por lo que la alteración del pH será menor con respecto al trastorno puro
84
Causas de acidosis metabólica con anion GAP aumentado
1. Por disminución del egreso de ácidos fijos: IRA, IRC (fosfatos, sulfatos)
2. Por aumento de ingreso de ácidos fijos:
-- Internos: lactato, cuerpos cetónicos
-- Externos: formiato, oxalato, ácido glicólico
85
Causas de acidosis metabólica con anion GAP normal
Estas son las acidosis metabólicas hiperclorémicas.
1. Por aumento de ingreso de ácidos fijos (solo externos): NH4Cl, HCl, sobrealimentación intrahospitalaria
2. Disminución de egreso de ácidos fijos: hipoaldosteronismo, acidosis tubular renal
3. Pérdida de HCO3-:
-- Renal: acidosis tubular renal
-- Extrarrenal: diarrea, sonda nasoyeyunal
4. Dilución del EEC: infusión rápida de cristaloides
86
Causas de acidosis metabólica con anion GAP aumentado y anión no medible responsable
1. Cetoacidosis -> β-hidroxibutirato
2. Acidosis láctica -> Lactato y piruvato
3. Ingesta de metanol -> Formiato
4. Ingesta de etilenglicol -> Glicolato y oxalato
5. Salicilatos -> Lactato y cuerpos cetónicos
6. Tolueno -> Sulfato, fosfato, urato e hipurato
7. Falla renal -> Fosfato
8. Rabdomiólisis -> Acetato
9. Paraldehído
87
Mecanismos de producción de acidosis metabólica
1. Aumento de los ingresos de ácidos fijos
2. Disminución de los egresos de ácidos fijos
3. Pérdida de bicarbonato
4. Dilución del espacio extracelular
88
Aumento de ingreso de ácidos fijos
Puede ser por aumento en ingesta o de producción del metabolismo. Hay 2 mecanismos principales, uno que reduce las concentraciones de HCO3- y Cl- que es la acidosis metabólica con anion gap elevado, y otro en que los valores del Cl- se elevan, que son las acidosis metabólicas hiperclorémicas. Algunos cuadros característicos por aumento de ácidos fijos son:
- Acidosis láctica
- CAD
- Intoxicación salicílica
89
Acidosis láctica
Aumento del ácido láctico por activación de la vía anaeróbica. Esto puede darse en hipoxia tisular, por ejemplo, ante la hipovolemia. Por esto, no hay O2 para los procesos mitocondriales de la vía de degradación enzimática de la glucosa, por lo que hay desregulación de la relación NADH/NAD+. El ácido pirúvico resultante de la glicólisis será reducido en ácido láctico por lactato deshidrogenasa
90
¿En qué caso puede ser útil la acidosis láctica?
El aumento de la producción metabólica de ácido láctico también es un mecanismo importante de la compensación de la alcalosis metabólica
91
¿Qué enzima es importante para que ocurra la acidosis láctica?
La enzima fosfofructoquinasa-1 de la vía glicolítica. Esta se modula por varios factores que aumentan su actividad, de manera que se obtiene piruvato suficiente para ser transformado a ácido láctico. Estos factores son: aumento del pH (alcalosis), disminución de ATP (hipoxia tisular) y disminución del citrato
92
Cetoacidosis diabética
Aumento en el transporte de ácidos grasos al hígado por degradación de TAG en tejido adiposo. En el hígado los AG pasan por β-oxidación, formando acetil-CoA. Esta molécula pasa a ser ácido acetoacético al condensarse, el cual se puede descarboxilar en acetona o reducir en β-hidroxibutirato. Tanto el ácido acetoacético como el β-hidroxibutirato son compuestos ácidos que se disocian a pH fisiológico, aportando gran cantidad de H+ libres
93
¿La acetona es relevante en la CAD?
No adquiere relevancia en el equilibrio ácido-base, porque al ser altamente volátil es eliminado por espiración, generando el signo característico del aliento cetónico, que caracteriza a px en estados agudos de cetoacidosis
94
Intoxicación salicílica
El ácido acetilsalicílico NO produce acidosis por mecanismo de disociación. Esto se da por 2 mecanismos:
1. Genera un desacoplamiento de la fosforilación oxidativa (disoxia) con formación de lactato y cuerpos cetónicos, que son metabolitos previos a los procesos mitocondriales
2. Genera una alcalosis respiratoria por hiperventilación por estímulo directo a nivel del CR
95
Disminución de los egresos de ácidos fijos
Los egresos de ácidos fijos se hacen por acidificación urinaria (acidez titulable y excreción de amonio). Patologías con menor excreción neta de ácido generarán un balance (+) de H+ en el organismo, dentro de estas están:
1. Insuficiencia renal
2. Acidosis tubular renal
3. Hipoaldosteronismo
96
Insuficiencia renal
La pérdida funcional del riñón en ERC requiere de adaptación de la función tubular para mantener el equilibrio ácido-base. En un principio la excreción de ácidos fijos se mantiene por aumento de la excreción de amonio por nefrones remanentes. Cuando la VFG baja de 40 ml/min este mecanismo de adaptación comienza a disminuir, generando retención de ácidos
97
Acidosis tubular renal (ATR) distal de tipo secretor (tipo 1)
Disminución de la excreción neta de ácidos, que resulta en incapacidad de disminuir el pH urinario por debajo de 5.3. Este trastorno se da por una disminución de la secreción de H+ en el túbulo colector, producto de una alteración de la H+ ATPasa apical
98
Cuadro clínico de ATR distal
Tiene manifestaciones como desmineralización ósea, retardo en el crecimiento, depleción del VEC, litiasis urinaria por hipocitraturia, insuficiencia renal e hipo o hiperkalemia. En la alteración de tipo secretor se ve hipokalemia porque este es el catión desplazado al lumen por el potencial negativo generado por reabsorción de Na+ por células principales del túbulo colector. Esto último tendrá consecuencias con el desarrollo de diabetes insípida nefrogénica
99
ATR proximal (tipo 2)
Alteración en la reabsorción proximal de bicarbonato, llevando a pérdida de HCO3- en orina (bicarbonaturia) siempre que la bicarbonatemia esté sobre el URB, que en este caso está disminuido. Sin embargo, si la bicarbonatemia desciende por debajo del URB se pueden ejercer los mecanismos normales de acidificación urinaria y se regenera HCO3-. Por eso se dice que esta acidosis es autolimitada. El trastorno puede impactar en tejido óseo con pérdida mineral ósea y desarrollo de raquitismo en niños y osteomalacia en adultos
100
¿Cómo diferenciar entre ATR proximal o distal?
Hay 2 pruebas para hacerlo:
1. Prueba de sobrecarga de cloruro de amonio (NH4Cl): lleva a generación de HCl, disminución del HCO3- filtrado y acidificación de la orina solo en caso de ATR proximal
2. Sobrecarga de HCO3-: su utilidad se basa en la ausencia de AC luminal en nefrón distal. Por esto ante una alteración de reabsorción de bicarbonato se generará CO2 a nivel distal. En condiciones normales la diferencia de pCO2 orina - plasma es > 20 mmHg, mientras que en trastornos de acidificación primaria esta diferencia es cercana a cero o francamente negativa
101
ATR (tipo 4)
Hay disminución de la excreción de ácidos a nivel distal, pero aquí es producto de la incapacidad de generar un lumen tubular negativo en nefrón distal. Esto lleva a disminución de secreción de H+ y K+, generándose acidosis metabólica hiperkalémica
102
¿En qué patologías se puede dar ATR tipo 4?
Puede ser producto de hipo o pseudohipoaldosteronismo, donde hay disminución de esta hormona o alteración de su efecto en túbulo colector, respectivamente. Esto hace que disminuya la reabsorción de Na+ en túbulo colector y disminuya la generación de potencial eléctrico negativo.
Otra situación es cuando se genera un shunt de Cl- en nefrón distal, de manera que la reabsorción de este anión será equivalente a la reabsorción de Na+, por lo que no se generará una diferencia de potencial eléctrico negativo (reabsorción isoeléctrica)
103
Pérdida de bicarbonato
Balance (-) del tampón bicarbonato, que puede darse por cuadros como ATR proximal o patologías extrarrenales como la diarrea
104
Dilución del espacio extracelular
Se da al infundir volúmenes importantes de soluciones sin bicarbonato ni bases, por ejemplo, cristaloides. Esto genera una dilución de los tampones del extracelular, por lo que el BE se vuelve (-)
105
Efectos clínicos de la acidosis metabólica
1. Respiración de Kussmaul
2. Náuseas, vómitos, dolor abdominal
3. Disminución a sensibilidad de catecolaminas
4. Taquicardia y arritmias
5. Debilidad muscular
6. Depresión miocárdica
7. Hipotensión
8. Letargo, estupor, coma
106
¿Cómo definir la temporalidad de la acidosis metabólica?
Mediante la concentración plasmática de K+. El K+ en acidosis metabólica puede cursar con hiper, normo o hipokalemia. En acidosis de reciente comienzo habrá hiperkalemia por redistribución. Luego, se produce un balance (-) de K+ por la excreción a nivel renal, lo que en un principio llevará a un valor dentro del rango normal y, posteriormente, a una hipokalemia franca
107
Mecanismos de compensación de acidosis metabólica
Estos mecanismos tienen una presentación cronológica sucesiva:
1. Sistemas tampones intra y extracelular (minutos)
2. Compensación respiratoria (horas)
3. Compensación renal (días)
4. Tamponamiento óseo (años)
108
Compensación de acidosis metabólica: Tampones intra y extracelular
Son mecanismos suficientes ante pequeñas variaciones de pH. El tamponamiento extracelular está dado fundamentalmente por BB, cuyo principal componente es el bicarbonato, además de fosfatos, proteínas, Hb. Tanto la albúmina como Hb pueden protonarse, disminuyendo la concentración de H+. En el tamponamiento intracelular tiene relevancia el intercambio que se da entre H+ (ingresa) y K+ (egresa), dependiente o no de transportadores
109
Compensación de acidosis metabólica: Compensación respiratoria
Ante el aumento de H+ se produce un aumento de la VA que lleva a disminución del CO2 plasmático. Esta compensación tiene una fase precoz y otra tardía
110
Compensación de acidosis metabólica: Compensación renal
Se basa en aumentar la excreción de ácidos en orina. Esto por formación de NH4+ con la consiguiente regeneración de HCO3-, y por aumento de acidez titulable. Recordar que hay un fenómeno agudo de efecto (+) de H+ sobre transportadores de glutamina, y uno crónico donde la disminución de pH intracelular genera cambios en expresión génica de glutamato deshidrogenasa y glutaminasa. Al implicar un mecanismo genómico, su tiempo de establecimiento es mayor. Esto no ocurre en acidosis respiratoria, porque el pH intracelular a nivel proximal se ve menos disminuido por el aumento de pCO2 que permite mayor formación de HCO3- intracelular
111
Compensación de acidosis metabólica: Tamponamiento óseo
El hueso y sus minerales actúan como tampón, llevando finalmente a desmineralización ósea. Visto principalmente en ERC y en ATR, por acidosis metabólica crónica
112
¿Qué es la acidosis respiratoria?
Aumento en pCO2 arterial plasmática, o hipercapnia, cuya consecuencia es el desplazamiento a derecha de la reacción de hidratación del CO2 generando aumento de la concentración de H+ libres en plasma
113
Dx de acidosis respiratoria
Los VN de PaCO2 son 37-43 mmHg. Cada vez que tengamos elevación de CO2 > 43 mmHg, es una acidosis respiratoria. El pH medido en sangre puede ser ácido o normal dependiente del grado de compensación
114
Causas de acidosis respiratoria
Según componente alterado y trastornos que lo producen:
1. Parénquima pulmonar -> Neumonía, neumotórax
2. Vía aérea -> Obstrucción, EPOC, asma
3. Centro respiratorio -> Depresión SNC
4. Conducción del impulso nervioso -> Neuropatía (Sd Guillain Barré), traumatismos, mielitis, tumores medulares
5. Sinapsis neuromuscular -> Miastenia gravis, toxina botulínica, curare
6. Musculatura respiratoria -> Hipokalemia severa, fatiga muscular, miopatías
7. Estructura y función de caja torácica -> Obesidad importante, escoliosis, trauma
115
¿A qué llevan todas las causas de acidosis respiratoria?
Todos los mecanismos llevan a un deterioro de la capacidad de excreción respiratoria de CO2 que se traduce en hipoventilación e hipercapnia
116
¿Cómo se explica la acidez en la acidosis respiratoria?
El CO2 se hidrata a ácido carbónico en presencia de AC. El ácido carbónico es un ácido débil, por lo que se disocia en plasma elevando la concentración de H+. Sin embargo, a nivel plasmático no existe AC, y prácticamente nada (0.003 mmol/L) del CO2 viaja disociado. No obstante, esta pequeña cantidad DISOCIADA es capaz de explicar la acidez
117
¿Cómo se regula la ventilación alveolar en acidosis respiratoria?
La VA está regulada por el CR a nivel del bulbo, que recibe señales desde centros superiores, de mecanorreceptores periféricos y de quimiorreceptores centrales y periféricos. Cualquier alteración a nivel de la vía, receptor, centro o efector deprimirá la función de la VA provocando acidosis respiratoria
118
¿Cuánto cae el pH sanguíneo en acidosis respiratoria?
El pH sanguíneo cae en aproximadamente 0.07 unidades por cada 10 mmHg que se eleva la PaCO2
119
Compensación de acidosis respiratoria: Tampones extracelulares
Fosfatos, proteínas, Hb. El sistema tampón bicarbonato NO OPERA COMO MECANISMO DE COMPENSACIÓN EN ESTE TRASTORNO, ya que la reacción de equilibrio está desplazada a la derecha
120
Compensación de acidosis respiratoria: Tamponamiento intracelular
Se basa en el intercambio de H+ y K+ entre el EEC y EIC
121
Compensación de acidosis respiratoria: Compensación renal
Se establece 3-5 d de iniciado el trastorno, es el mecanismo más eficiente en la corrección de acidosis respiratoria, porque elimina el exceso de H+ aumentando la reabsorción y regeneración del bicarbonato, que luego de 24 h comienza a elevar el pH sanguíneo. El bicarbonato generado en riñón llega al plasma e interviene en el lado derecho de la ecuación, contrabalanceando el efecto de la hipercapnia
122
¿Cómo fomenta el CO2 el aumento del pH a nivel renal?
En túbulo renal aumenta la oferta de CO2 que ingresa al intracelular, y que vía AC tipo II se hidrata formando ácido carbónico que se disocia y aumenta la secreción de H+ al lumen tubular. Este aumento de secreción permite que aumente la cantidad de H+ que se unen a tampones tubulares, aumente la acidez titulable, aumente la reabsorción de bicarbonato y se eleve la excreción de amonio. Así, se da la regeneración de bicarbonato, desplazando la ecuación a la izquierda y amortiguando los cambios de pH
123
¿Qué es la alcalosis metabólica?
Condición en que la elevación del pH sanguíneo (> 7.45) obedece a un BE positivo (> 2 mEq/L) o a un bicarbonato estándar aumentado (> 26 mEq/L)
124
Mecanismos de producción de alcalosis metabólica
En este trastorno hay que distinguir los mecanismos de generación (los que inician el trastorno primario) de los mecanismos de mantención (los que tienden a perpetuarlo)
125
Mecanismos de generación y causas de alcalosis metabólica
1. Pérdida de H+: pérdidas GI, pérdidas urinarias, movimiento de H+ al interior de las células (hipokalemia), hiperaldosteronismo primario (pérdidas renales)
2. Administración de HCO3- o un ion metabolizable a HCO3-: como ocurre al administrar citrato, en presencia de metabolismo aeróbico funcional
3. Alcalosis de contracción del VEC: como ocurre en vómitos profusos y uso prolongado de diuréticos
126
Pérdida de hidrogeniones
La pérdida de H+ producirá una cantidad equimolar de HCO3-. Esto se puede ver ante cuadros de vómitos, con la relación existente entre la secreción de ácido por células parietales del estómago y la de bicarbonato por las células ductales del páncreas exocrino
127
¿Cómo se puede producir alcalosis metabólica por vómitos?
Las células parietales del estómago producen CO2 y H2O, que se catalizan por AC a ácido carbónico, el que se disocia a HCO3- y H+. Mientras los H+ se bombean al lumen gástrico, el bicarbonato se va al plasma, produciendo alcalosis metabólica transitoria. Esto se revierte cuando la secretina estimula la secreción de bicarbonato por las células ductales, restableciendo el BE a 0. En cuadros de vómitos, no habrá quimo ácido que estimule la secreción de CCK y secretina, por lo que el bicarbonato se queda en plasma, generando alcalosis metabólica
128
Mecanismo de generación de alcalosis metabólica por vómitos
Ante un episodio de vómitos se elimina ácido al exterior, generando hacia el medio interno una magnitud equivalente de HCO3-, que permanecerá como componente de la BB, produciendo un BE (+). Pero además, el volumen que se pierde con los vómitos no contiene bicarbonato, por lo que las bases se concentran aún más.
Así, en los vómitos hay 2 mecanismos de generación de alcalosis metabólica
129
Pérdida de hidrogeniones por vía renal
Una causa muy importante es secundaria al uso de diuréticos. Tanto los de asa como tiazidas producen un balance (-) de Na+ al impedir su reabsorción tubular, produciendo aumento de la oferta distal de Na+, lo que sumado al hiperaldosteronismo secundario que se genera, produce mayor secreción de K+ y H+ en el túbulo colector, generando alcalosis metabólica
130
¿Cómo está el URB en alcalosis metabólica?
Siempre que estemos ante una alcalosis metabólica, el umbral renal de HCO3- estará elevado, puesto que es la única forma de explicar la concentración plasmática alta de bases, porque, de lo contrario, todo el exceso de bases sería excretado a nivel renal.
Algunas condiciones que producen aumento del URB son: contracción del VEC, hiperaldosteronismo o hipercapnia
131
Administración de bicarbonato o algún equivalente metabólico
NO PUEDE inducirse alcalosis metabólica en un px con función renal conservada a quien se administre bicarbonato, ya que todo exceso será excretado. En un px con disminución de su función renal, la infusión de bicarbonato condicionará su retención, generando alcalosis metabólica. Algo similar ocurre al dar citrato o acetato, ya que ambas pueden, en aerobiosis, ser metabolizadas a bicarbonato en la mitocondria
132
Alcalosis de contracción del VEC
Puede ser por uso crónico de diuréticos, así como en px con pérdidas de VEC (hemorragia, vómitos) en quienes aumenta el URB (por mayor secreción de H+ por estímulo de angiotensina II) y la secreción distal de H+ (por hiperaldosteronismo secundario). En estos casos se pierde LEC sin que se pierda HCO3-, por lo que hay disminución del solvente
133
Mecanismos de compensación de alcalosis metabólica: Tampones extracelulares I
En alcalemia, las proteínas ceden H+, restableciendo la protonemia (40 nmoles/L). Pero se generan cargas negativas que unen iones Ca2+, causando hipocalcemia iónica (manteniéndose valores de calcemia total normales). Esto se traduce en tetania, cefalea, letargia, delirio, convulsiones, estupor y alteraciones de la excitabilidad muscular y miocárdica (arritmogénesis)
134
Mecanismos de compensación de alcalosis metabólica: Tampones extracelulares II
La Hb también se desprotona (hemoglobinato) en alcalemia, aumentando su afinidad por O2 (disminución de P50), traduciéndose en menor aporte de O2 tisular. Si esto es relevante o agravado por estados de hipoperfusión (hipovolemia arterial efectiva), los tejidos caerán en anaerobiosis y se activará la vía glicolítica anaeróbica con generación de ácido láctico, aumentando el anion gap. Pero, tras 6 h, se regula en eritrocito al aumentar la síntesis de 2,3-DPG, un modulador alostérico que se une a Hb, disminuyendo su afinidad por O2 (aumentando P50), restableciendo el aporte tisular de O2
135
Mecanismos de compensación de alcalosis metabólica: Tampones intracelulares
Aquí es fundamental la actividad de la bomba H+/K+ ATPasa. En alcalosis metabólica podría sobreagregarse una hipokalemia por distribución, lo que empeora la excitabilidad de las membranas celulares (arritmogénesis por hiperpolarización). La disminución intracelular de H+ aumenta la actividad de fosfofructoquinasa-1 (PFK-1), aumentando la producción de ácido láctico y contribuyendo al gap aniónico
136
Mecanismos de compensación de alcalosis metabólica: Compensación respiratoria
El aumento del pH actúa sobre quimiorreceptores periféricos generando hipoventilación y con ello hipercapnia secundaria y acidosis respiratoria. Por cada mEq/L que aumenta el HCO3-, la pCO2 aumenta alrededor de 0.6 - 0.7 mmHg. Lo malo es que este mecanismo es autolimitado y no eficiente, porque la misma hipercapnia estimulará posteriormente al CR generando hiperventilación y descenso de pCO2
137
¿En qué caso la respuesta respiratoria es peor?
La respuesta respiratoria frente al pH alcalino es mucho más ineficiente si la comparamos con la misma frente a pH ácido
138
Mecanismos de compensación de alcalosis metabólica: Compensación renal
El URB permite eliminar todo excedente de bicarbonato plasmático si la función renal está preservada. La compensación renal en alcalosis metabólica (aumento de excreción de HCO3-) SOLAMENTE OPERA en ausencia de trastornos hidroelectrolíticos (Na+, K+, Cl-, agua), ya que estas alteraciones perpetúan la alcalosis metabólica por mecanismos de mantención
139
Mecanismos de mantención de alcalosis metabólica
Algunos mecanismos que podrían ser "compensadores" son realmente perpetuadores del trastorno:
1. Depleción de Cl-
2. Contracción del VEC (balance negativo de Na+)
3. Depleción de K+
4. Hipercapnia secundaria
5. Hiperaldosteronismo
140
Mecanismos de mantención de alcalosis metabólica: Depleción de Cl-
El Cl- es necesario para la secreción de HCO3- en las células intercaladas β del túbulo colector
141
Mecanismos de mantención de alcalosis metabólica: Contracción del VEC
Angiotensina II y aldosterona estimulan la secreción de H+ al lumen tubular, aumentando la URB
142
Mecanismos de mantención de alcalosis metabólica: Depleción de K+
Se produce traslocación de K+ al intravascular y aumento del pool intracelular de H+
143
Mecanismos de mantención de alcalosis metabólica: Hipercapnia secundaria
Aumento del pool intracelular de H+, que al ser secretados condicionan una aciduria paradójica
144
Mecanismos de mantención de alcalosis metabólica: Hiperaldosteronismo
Estimula la secreción de H+ al lumen tubular
145
Consecuencias de la alcalosis metabólica: Alteraciones de perfusión
Tanto alcalosis metabólica como respiratoria generan vasoconstricción arteriolar y ponen en riesgo la correcta perfusión de tejidos tan importantes como el cerebral y miocárdico
146
Consecuencias de la alcalosis metabólica: Alteraciones neurológicas
La alcalosis metabólica junto con hipocalcemia iónica secundaria pueden generar cefalea, letargia, delirio, tetania, convulsiones y estupor
147
Consecuencias de la alcalosis metabólica: Alteraciones de conducción cardíaca
Predispone a la aparición de arritmias SV y V, aumentando el riesgo especialmente en px con alguna patología cardíaca de base
148
Consecuencias de la alcalosis metabólica: Alteraciones respiratorias
Es capaz de deprimir la respiración originando una hipoxia e hipercapnia
149
Consecuencias de la alcalosis metabólica: Alteraciones hidroelectrolíticas
Puede presentar hipokalemia y con ello aumento de riesgo de intoxicación, debilidad y poliuria. La hipokalemia puede ocurrir por aumento de la secreción de H+ a nivel renal o por mecanismo de restauración del VEC posterior a vómitos que genere depleción de K+
150
Consecuencias de la alcalosis metabólica: Alteraciones de oxigenación
La alcalemia aguda induce menor liberación de O2 por parte de Hb, llevando a hipoxia tisular. En las alcalemias crónicas no se observa este efecto por el aumento del 2,3-DPG en el eritrocito
151
Consecuencias de la alcalosis metabólica: Alteraciones musculares
Tetania
152
¿Qué es la alcalosis respiratoria?
Es un balance (-) de CO2, con una consecuente disminución de su concentración plasmática (hipocapnia). La ecuación del equilibrio del bicarbonato se desplaza hacia la izquierda, titulándose parte de los H+ que estaban en sangre, mecanismo por el que se eleva el pH
153
Dx de alcalosis respiratoria
VN de PaCO2 son entre 37-43 mmHg, cada disminución de PaCO2 < 37 mmHg es alcalosis respiratoria.
Es frecuente encontrarse con alcalosis respiratoria como trastorno puro, ya que suele presentarse de forma rápida y brusca, y porque la compensación renal es más lenta en términos relativos
154
Mecanismos de producción y etiología de alcalosis respiratoria
Su origen son causas que produzcan hiperventilación alveolar, como:
1. Ansiedad: hay liberación de catecolaminas que activan el CR
2. Fármacos: ej. salicilatos, que actúan directamente en CR
3. Hormonas como adrenalina o progesterona: la última explica la hiperventilación crónica del embarazo
4. Lesiones del SNC: TEC, meningitis
5. Estados de hipercatabolismo: fiebre, hipertiroidismo
6. Hipoxemia: ej. en altura
7. Exceso de ventilación asistida
155
Alcalosis respiratoria por engrosamiento de la pared alveolar
En casos así, como es la fibrosis pulmonar, se produce una difusión diferenciada de CO2 y O2, predominando la difusión de CO2. Por esto, se produce hipoxemia e hipocapnia sanguínea, ya que la caída de la pO2 es un estímulo para los quimiorreceptores, los que responden provocando hiperventilación, disminuyendo la pCO2
156
Alcalosis respiratoria por intoxicación salicílica aguda
Aquí se produce desacoplamiento de la fosforilación oxidativa por los salicilatos en mitocondria, acumulando metabolitos como ácido láctico y cetoácidos, los que producen un BE (-) y por tanto una acidosis metabólica. Pero por otro lado, el CR es estimulado directamente, provocando hiperventilación, hipocapnia y alcalosis respiratoria
157
Trastorno mixto por intoxicación salicílica aguda
Aquí aparece un trastorno mixto y no dos trastornos que se compensan. Por esto, el pH varía hacia el sentido del trastorno que predomina en el momento, ya sea hacia un rango ácido, básico o incluso normal. Así, se puede tener una alcalosis respiratoria primaria por estímulo tóxico sobre CR, una acidosis metabólica por acumulación de metabolitos y una alcalosis respiratoria que compensa a la acidosis metabólica, por el efecto del pH en el mismo CR
158
Curva de saturación de Hb en alcalosis respiratoria
La alcalosis respiratoria desplaza la curva de saturación de Hb hacia la izquierda (disminuye P50), aumentando la afinidad de la Hb por el O2 y causando que los tejidos se sometan a mayor hipoxia tisular, lo que conlleva a formación de más ácido láctico y cetoácidos
159
Mecanismos de compensación de alcalosis respiratoria
En la instauración de la hipocapnia, la caída del HCO3- es inmediata, completándose en 5-10 min. Sin embargo, en este caso el sistema tampón HCO3- NO TOMA PARTE DEL PROCESO porque está directamente involucrado en la patogenia del trastorno
160
Compensación de alcalosis respiratoria: Tampones extra e intracelulares
Destaca la acción de tampones extracelulares no bicarbonato, como proteínas, fosfatos y Hb, así como también el tamponamiento intracelular a través del flujo iónico (intercambio de H+ por K+)
161
Problemas de los tampones extracelulares en alcalosis respiratoria
1. El tamponamiento proteico (liberación de H+ unidos a proteínas) genera cargas negativas que gatillan la unión del Ca2+ a las proteínas. Esto genera hipocalcemia iónica (con calcemia total normal), y consecuentemente puede producir tetania por aumento de excitabilidad neuromuscular
2. La participación de Hb opera con desplazamiento de su curva de disociación de O2, produciendo hipoxia tisular si el aumento de afinidad es muy sustantivo
162
Compensación de alcalosis respiratoria: Compensación renal
Es más lenta, por lo que no es preponderante en los primeros momentos, pero tras instalada la alcalosis es un buen mecanismo compensatorio. Esto es por la disminución de reabsorción de bicarbonato, disminución en formación de acidez titulable y de amoniogénesis. Así se logra disminución de la BB en sangre, un BE (-) y por ende una acidosis metabólica compensatoria a la alcalosis respiratoria inicial
163
Consecuencias de la alcalosis respiratoria: Alteraciones generales
Irritabilidad, fatiga, vértigos
164
Consecuencias de la alcalosis respiratoria: Alteraciones circulatorias
Vasodilatación de ciertos territorios, y vasoconstricción de otros como el cerebro
165
Consecuencias de la alcalosis respiratoria: Alteraciones metabólicas
Debido a la menor disposición de O2 se activa la vía glicolítica, se inhibe el ciclo de Krebs, la formación de fosfogluconato (vía de las pentosas) y la gluconeogénesis
166
Consecuencias de la alcalosis respiratoria: Alteraciones de la oxigenación
Desplazamiento de la curva de saturación de Hb por O2
167
Mecanismo de producción de tetania por alcalosis
Dado que la excitabilidad neuromuscular es regulada principalmente por Ca2+, que interviene en el umbral de excitabilidad de la fibra muscular, cuando cae su concentración en LEC (hipocalcemia) hay aumento de la excitabilidad neuromuscular, llevando a tetania
168
¿Cómo se expresa la tetania por alcalosis?
Puede ser espontánea, en forma de espasmos, o no tan evidente, manifestándose por signos físicos como el signo de Chvostek (contracción de la comisura labial, del ala nasal y/o del orbicular del ojo) o signo de Trousseau (espasmo muy doloroso a nivel del carpo que se da al aumentar la presión del manguito del esfigmomanómetro por encima de las cifras sistólicas durante 2 o 3 min)
169
¿Qué es la P50?
Es la pO2 a la cual el 50% de la Hb se encuentra saturada con O2, y su valor puede variar por múltiples factores:
1. Disminuyen P50 (aumentan afinidad): disminución de T°, disminución de pCO2, disminución de 2,3-DPG, aumento de pH
2. Aumentan P50 (disminuyen afinidad): aumento de T°, aumento de pCO2, aumento de 2,3-DPG, disminución de pH
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Mecanismo del efecto Bohr
La Hb actúa como tampón, ya que se disocia en H+ y anión hemoglobinato (Hb-), el cual tiene mayor afinidad por O2 que la Hb sin disociar. Por esto, la relación que haya entre Hb/Hb- determina la afinidad existente por el O2, y por ende el desplazamiento de la curva de disociación.
En una acidosis aumentan los H+, aumentando la Hb sin disociar y disminuye Hb-, desplazando el equilibrio a la derecha y disminuyendo la afinidad por O2. Por esto, se necesitan mayores presiones parciales de O2 para saturar la Hb, lo que se conoce como Efecto Bohr
