Este documento presenta información sobre la fisiología renal del equilibrio ácido-base. Explica los sistemas de regulación química, respiratoria y renal para mantener el pH de la sangre. Describe las causas y mecanismos de compensación de la acidosis y alcalosis respiratoria y metabólica. Resalta el papel de los iones hidrógeno, bicarbonato, dióxido de carbono y la ventilación pulmonar en la regulación del equilibrio ácido-base.

1. FISIOLOGÍA RENAL EQUILIBRIO ÁCIDO BASE Dr. Edgar Fermín Yan Quiroz Trujillo 2008

2. CO 2 (+ H 2 O) Ácido láctico Cetoacidosis HCO 3 - en el líquido extracelular Proteínas, Hemoglobina, Fosfatos en las células Fosfatos y amoniaco en la orina Entrada de H + Salida de H + Equilibrio Ácido / base: Panorama general Ventilación Ácidos grasos Aminoácidos Dieta

4. Equilibrio ácido / base: Hidrogeniones 0.000000040 mEq/L H + 40 mEq/L Ingreso Egreso 60 mEq/día 60 mEq/día

5. El logaritmo es el exponente (o potencia) a la que un número fijo, llamado base, se a de elevar para obtener un número dado.

6. Equilibrio ácido / base: Escala de pH (Sorensen) pH [H + ] en Eq/L 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 7.4 8.0 9.0 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001 0.000001 0.0000001 0.000000040 0.00000001 0.000000001

7. EQUILIBRIO ÁCIDO BASE

8. H + HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - H + H + H + H + Pérdida de HCO 3 - : H + HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - H + H + H + H + Ganancia de H + : pH = H + H + H +

10. Regulación Química H

11. Regulación Respiratoria Disminución O 2 y pH ↑ [CO 2 ] en sangre y LCR QUIMIORRECEPTORES ESTIMULADOS RESPUESTA REFLEJA Centros Respiratorios Estimulados Centros Cardioaceleradores Estimulados Centros Cardioinhibidores Estimulados Centros Vasomotores Estimulados Vasoconstricción ↑ del Gasto Cardiaco y Presión Arterial ↑ Frecuencia Respiratoria HOMEOSTASIS RESTAURADA Incremento O 2 y pH ↓ [CO 2 ] en sangre y LCR Niveles normales de O 2 , pH, [CO 2 ] en sangre y LCR

13. ARTERIAL (a) VENOSO(v) pH 7.4 (7.35 - 7.45) 7.30 - 7.40 pCO 2 40 m mHg (35-45 m mHg) 46 mmhg. HCO 3 24 mEq/L (22-26 m E q/L) 22-26m E q/L. pO 2 80-100mmhg 40mmhg. SAO 2 >95% 70-76% ANÁLISIS DE GASES ARTERIALES Debemos de conocer los valores normales de los siguientes parámetros:

14. ACIDOSIS RESPIRATORIA

15. Regulación Química: Ejemplo de acidosis respiratoria La principal fuente de H + la constituye el CO 2 H + HIPOVENTILACIÓN No existe regulación respiratoria ya que el proceso que desencadeno dicha acidosis fue el patrón respiratorio anormal

16. CO 2 Célula tubular distal y del colector Líquido intersticial Capilar peritubular Cápsula de Bowman Arteriola eferente Arteriola aferente CO 2 CO 2 Luz tubular Regulación Renal K + K +

17. Luz del túbulo colector Célula intercalada tipo A Líquido intersticial K + filtrado CO 2 H 2 O + H 2 CO 3 - AC H + HCO 3 - + Cl - HCO 3 - + H 2 CO 3 - CO 2 H 2 O + K + H + K + es reabsorbido ↑ [ K + ] ↑ [ H + ] Función de la célula intercalada tipo A en ACIDOSIS Sangre Regulación Renal CO 2 HCO 3 - ↑ La principal fuente de H + la constituye el CO 2 Entonces hay que eliminar el exceso de CO 2 y de H +

18. CO 2 Célula tubular distal y del colector Líquido intersticial Capilar peritubular Cápsula de Bowman NH 3 Arteriola eferente Arteriola aferente CO 2 CO 2 Luz tubular Regulación Renal Na 2 HPO 4 NH 3 Na 2 HPO 4

19. Interpretación Ácido Base Paciente varón y joven, comatoso por sobre dosis de drogas. Se realiza AGA: pH = 7.24 pCO 2 = 60 mm Hg HCO 3 = 26 mEq/L 1. ¿Acidemia o alcalemia? 2. Si es acidemia: ENFOQUE DIAGNÓSTICO Acidosis metabólica Acidosis respiratoria pCO 2 pH = 7,24 HCO 3 - = 26 mEq/L pCO 2 = 60 mm Hg Acidosis Respiratoria HCO 3 - pH  ------------ pCO 2 Compensación Alteración primaria Compensación: HCO 3 -

20. Interpretación Ácido Base: Compensación de la Acidosis Respiratoria AGUDA pCO 2 ALTERACIÓN PRIMARIA TRASTORNO ÁCIDOBASE RESPUESTA COMPENSADORA ACIDOSIS RESPIRATORIA CRONICA (> 72 horas) pCO 2 HCO 3 - HCO 3 - Por cada 10 mmHg Aumenta 1 mEq/L Aumenta 3.5 mEq/L Por cada 10 mmHg pH = 7.24 pCO 2 = 60 mm Hg HCO 3 = 26 mEq/L 60 mm Hg - 40 mm Hg= 20 mmg 2 mEq/L HCO3 - HCO 3 esperado : 24 + 2 = 26 mEq/L ACIDOSIS RESPIRATORIA AGUDA con compensación adecuada Por cada El valor normal de pCO2 en condiciones normales es 40 mmHg Restamos el valor de pCO 2 obtenido en el AGA con el valor normal de pCO 2 que es 40 mmHg

21. ALCALOSIS RESPIRATORIA

22. En este caso ocurre una Hiperventilación Regulación Plasmática H + No existe regulación respiratoria ya que el proceso que desencadeno dicha alcalosis fue el patrón respiratorio anormal

23. Regulación Renal: Alcalosis Célula intercalada tipo B Líquido intersticial K + filtrado CO 2 H 2 O + H 2 CO 3 - AC H + HCO 3 - + Cl - H + K + ↓ [ H + ] Función de la célula intercalada tipo B en ALCALOSIS Sangre Producto del metabolismo celular H + H + H + HCO 3 - K + K + En este caso la concentración de H + en sangre esta baja Habíamos dicho que una de las principales fuente de H + la constituye el CO 2 Entonces hay que buscar otra fuente de CO 2 que proporcione el H +. En este caso será la de célula intercalada tipo B que proporcionará ese H + como consecuencia de su metabolismo celular Luz del túbulo colector NH 3 Na 2 HPO 4

24. Paciente mujer, muy pálida, asténica y procedente de la selva. Refiere cansancio desde hace 6 meses en sus actividades cotidianas. Se le realiza AGA 1. ¿Acidemia o alcalemia? 2. Si es alcalosis: ENFOQUE DIAGNÓSTICO Alcalosis metabólica Alcalosis respiratoria pH = 7,48 HCO 3 - = 16 mm Hg pCO 2 = 20 mEq/L HCO 3 - pH  ------------ pCO 2 Compensación Inicio Compensación: Alcalosis Hb = 5,8 gr/dl (12 - 15) AGA: pH = 7,48 pCO 2 = 20 mm Hg HCO 3 - = 16 mEq/L pO 2 = 96 mm Hg saturación = 95 % Respiratoria Interpretación Ácido Base pH sangre = HCO 3 - sangre = pCO 2 sangre = HCO 3 - pCO2

25. AGUDA pCO 2 pCO 2 HCO 3 - HCO 3 - Por cada 10 mmHg Disminuye 1 - 2 mEq/L Disminuye 4 mEq/L Por cada 10 mmHg pH = 7.48 pCO 2 = 20 mm Hg HCO 3 = 16 mEq/L 40 mm Hg - 20 mm Hg= 20 mmg 8 mEq/L HCO3 - HCO 3 esperado : 24 - 8 = 16 mEq/L ALCALOSIS RESPIRATORIA CRÓNICA con compensación adecuada Por cada El valor normal de pCO2 en condiciones normales es 40 mmHg Restamos el valor normal de pCO 2 que es 40 mmHg con el valor de pCO 2 obtenido en el AGA Interpretación Ácido Base: Compensación de la Alcalosis Respiratoria ( V.N.: 24 mmHg ) ALTERACIÓN PRIMARIA TRASTORNO ÁCIDOBASE RESPUESTA COMPENSADORA ALCALOSIS RESPIRATORIA CRONICA (> 72 horas)

26. ACIDOSIS METABÓLICA

27. H + HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - H + H + H + H + Regulación Química: Acidosis metabólica pH = Pérdida de HCO 3 - : H + HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - H + H + H + H + Ganancia de H + : En esta situaci ón si va a haber regulación respiratoria H + H + H +

28. Regulación respiratoria: Acidosis metabólica ↑ PCO 2 en LCR ↑ PCO 2 Arterial ↑ CO 2 en LCR ↑ H + ↑ HCO 3 - ↑ CO 2 ↑ H + en plasma ↑ HCO 3 - ↑ Plasma PO 2 ↓ Plasma PCO 2 + + Retroalimentación negativa Estímulo Receptor Respuesta sistémica Quimiorreceptor central Quimiorreceptor periférico - - De manera COMPENSATORIA - -

31. AGA : pH = 7,29 (7,36 - 7,44) pCO 2 = 30 mm Hg (36 - 44) HCO 3 - = 14 mEq/L (22 - 26) pO 2 = 99 mm Hg. (> 75) Saturación O 2 = 97 % (> 96) 1. ¿Acidemia o alcalemia? 2. Si es acidemia: ENFOQUE DIAGNÓSTICO Acidosis metabólica Acidosis respiratoria pCO 2 pH = 7,29 HCO 3 - = 14 mEq/L pCO 2 = 30 mm Hg Paciente varón de 16 años, refiere que hace 48 horas presenta diarrea líquida, algo mal olientes, sin moco ni sangre y no acompañado de pujo ni tenesmo. El primer día fueron 13 deposiciones, ayer 18 y hoy van 3, con tendencia decreciente. Apetito disminuido, solo ha estado ingiriendo calditos. Sed aumentada, sueño interrumpido por las deposiciones, orina normal. HCO 3 - pH  ------------ pCO 2 Compensación Inicio Compensación: Ejemplo de Trastorno Ácido Base metabólica Acidosis HCO 3 - pH sangre = HCO 3 - sangre = pCO 2 sangre =

32. pCO 2 (esperado) ~ [1,5 ( HCO 3 - ) + 8] ± 2 [1,5 (14) + 8] ± 2 [21+8] ± 2 Compensación: pCO 2 = 30 mm Hg Compensación adecuada. Acidosis metabólica simple Alcalosis Respiratoria Acidosis Respiratoria 27 - 31 mm Hg < < Ejemplo de Trastorno Ácido Base Acidosis metabólica AGA : pH = 7,29 (7,36 - 7,44) pCO 2 = 30 mm Hg (36 - 44) HCO 3 - = 14 mEq/L (22 - 26) pO 2 = 99 mm Hg. (> 75) Saturación O 2 = 97 % (> 96) Compensación Inicio Si el valor calculado de la respuesta compensatoria es mayor o menor al encontrado en el paciente . Si es así, hay Trastorno Acido Base Mixto. pH sangre = HCO 3 - sangre = pCO 2 sangre =

33. Filtración Túbulo Proximal: Reabsorción de Bicarbonato Luz tubular Célula tubular proximal Líquido intersticial Na + H - H - H - H 2 CO 3 - CO 2 H 2 O + HCO 3 - H - HCO 3 - + HCO 3 - Na + Na + HCO 3 - Reabsorbido Capilar peritubular Glutamina AC α KG HCO 3 - Na + HCO 3 - NH 4 Na + Na + NH 4 H 2 CO 3 - Cápsula de Bowman 90 % del HCO 3 - se reabsorbe en el túbulo proximal ACIDOSIS TUBULAR RENAL II ( TÚBULO PROXIMAL) Na + HCO 3 - CO 2 H 2 O + HCO 3 - Na +

35. ANION GAP Anión Gap normal ( < 20 mEq/L) Pérdida de HCO 3 por diarrea u orina (insuficiencia renal incipiente) Na + (140) Cl - (105) HCO 3 - (25) Na + HCO 3 - Cuando ocurre perdida de HCO 3 - , esta pérdida queda CONTRARRESTADA por una GANANCIA de Cl - para mantener la neutralidad de las cargas eléctricas Cl - ANION GAP Aniones no medidos (proteínas, SO 4 , PO 4 , aniones inorgánicos) ANION GAP El valor 10 mEq/L aquí obtenido va a variar porque los valores como el Na + , HCO3 - y Cl - no son constantes sino que se expresan en rangos como por ejemplo: Na+ = 135 – 145 mEq/L Como el aumento de [Cl - ] es proporcional a la disminución de HCO 3 - , el Anión Gap no varía Anion Gap = 10

40. En acidosis Anión Gap Alto: Calcular: Delta Agap / Delta HCO 3 - (Anión Gap – 10 ) / 24 – HCO 3 - (Pérdida de HCO 3 - ) ANION GAP ALTO + Evidencia Trastorno Ácido Base Asociado Se emplea para ver si la Acidosis Metabólica con Anion Gap Alto , se encuentra o no asociado a otro trastorno ácido base (trastorno mixto) 1 – 2 Acidosis Metabólica A Gap pura (solo ani ón gap alto) < 1 Acidosis Metabólica A Gap normal asociada > 2 Alcalosis Metabólica asociada

43. Paciente mujer de 55 años de edad con Hx de vómitos por 5 días. Se evidencia hipotensión postural y turgencia cutánea disminuida. Sgtes exámenes: pH = 7.23 Na + = 140 mEq/L pCO 2 = 22 mm Hg K + = 3.4 mEq/L HCO 3 = 9 mEq / L Cl - = 77 mEq/ L Resolver CASO CLÍNICO

44. Metanol es metabolizado en el hígado, en la mitocondria del hepatocito, por la alcoholdeshidrogenasa a formaldehído y subsecuentemente por la aldehído-deshidrogenasa a ácido fórmico

45. ALCALOSIS METABÓLICA

46. Vómitos: Pérdidas electrolíticas Depleción electrolítica NaHCO 3 H + + OH - PLASMA LUZ GÁSTRICA CO 2 Na + Cl - K + H 2 O HCl K + NaHCO 3 Deshidratación Alcalosis

47. H + HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - H + H + H + H + Ganancia de HCO 3 - : H + HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - HCO 3 - H + H + H + H + Pérdida de H + : Regulación Plasmática y Respiratoria H + HCO 3 - Quimiorreceptor periférico

48. Regulación Renal: Alcalosis Célula intercalada tipo B Líquido intersticial K + filtrado CO 2 H 2 O + H 2 CO 3 - AC H + HCO 3 - + Cl - H + K + ↓ [ H + ] Función de la célula intercalada tipo B en ALCALOSIS Sangre Producto del metabolismo celular H + H + H + HCO 3 - K + K + En este caso la concentración de H + en sangre esta baja Habíamos dicho que una de las principales fuente de H + la constituye el CO 2 Entonces hay que buscar otra fuente de CO 2 que proporcione el H +. En este caso será la de célula intercalada tipo B que proporcionará ese H + como consecuencia de su metabolismo celular Luz del túbulo colector NH 3 Na 2 HPO 4

49. Mujer de 34 años, hace 2 días en la tarde presentó cefalea frontal, por lo que ingirió 2 comprimidos de aspirina (500 mg c/u). El dolor disminuyó en algo, razón para que a las 4 horas volviera a tomar la misma dosis. Inmediatamente sintió ardor epigástrico y sensación nauseosa. A la hora empezó a presentar primero vómitos alimenticios y posteriormente líquidos, mucosos y con rasgos de sangre. El primer día vomitó 6 veces, ayer 3 y hoy unas 4 veces. Anoche presentó calambres en la pantorrilla. No tiene apetito, todo lo que ingiere lo vomita AGA: pH = 7,50 HCO 3 - = 38 mEq/L pCO 2 = 45 mmHg pO 2 = 83 mm Hg Saturación = 94 % 1. ¿Acidemia o alcalemia? 2. Si es alcalosis: ENFOQUE DIAGNÓSTICO Alcalosis metabólica Alcalosis respiratoria pH = 7,5 HCO 3 - = 38 mEq/L pCO 2 = 45 mmHg HCO 3 - pH  ------------ pCO 2 Compensación Inicio Compensación: Ejemplo de Trastorno Ácido Base Alcalosis metabólica HCO 3 - pCO 2 pH sangre = HCO 3 - sangre = pCO 2 sangre =

50. Dx. ácido base = alcalosis metabólica (Corroborado por la historia clínica) pCO 2 (esperado) ~ [0,9 ( HCO 3 - ) + 9] ± 2 [0,9 (38) + 9] ± 2 [34,2 + 9] ± 2 41 - 45 mm Hg pCO 2 = 45 mm Hg Compensación adecuada. Alcalosis metabólica simple AGA: pH = 7,50 HCO 3 - = 38 mEq/L pCO 2 = 45 mm Hg pO 2 = 83 mm Hg Saturación = 94 % Interpretación Ácido Base: Compensación de la Alcalosis Metabólica HCO 3 - pH  ------------ pCO 2 Compensación Inicio Compensación:

51. H + Hipokalemia Hipopotasemia  Alcalosis metabólica Normalmente el K + por ser el ión intracelular más abundante sale de la célula (gradiente de concentración) Pero por acción de la bomba de Na+ - K+ ATPasa regresa a la célula en contra de ese gradiente El K + es el ión intracelular más abundante Normalmente el Na + es más abundante fuera de la célula que en el interior de ella y por ende debería de INGRESAR Y el Na + SALE del interior celular hacia el espacio extracelular (donde es más abundante)