Fisiolog

1. Fisiología RenalRegulación del equilibrio acido-base Dr. Juan Bautista Chávez Nefrólogo Pediatra Hospital Universitario de Pediatría Dr Agustin Zubillaga

3. “El cuerpo humano necesita para llevar a cabo sus procesos metabólicos, la regulación del equilibrio del agua, de los electrolitos y de los ácidos y bases séricos”

4. El metabolismo normal genera iones hidrógenos en forma de ácidos débiles y ácidos fuertes que tienen que ser excretados diariamente para prevenir la acidosis Los ácidos y bases que se ingieren en la dieta también se metabolizan y excretan para prevenir los cambios del estado ácido-base

5. Una sustancia se denomina ácido o base de acuerdo a su habilidad de perder o ganar un ion hidrógeno (protón) Acido fuerte; se disocia con libertad en solución al liberar un ion hidrógeno y contribuye con el desarrollo de acidosis Acido débil; solo se disocia en parte en solución, y esta contendrá un ácido y una base y no contribuirá a cambios en la acidez Las bases son sustancias que aceptan un ion hidrógeno libre, reducirán su concentración y aumentarán el pH

6. El pH es el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógenos libres. Si la concentración de iones hidrógeno se eleva el pH disminuirá Los sistemas buffers (amortiguadores) son compuestos que se combinan con un ácido o una base de manera que estos no puedan alterar el pH en grado significativo. Se activan con cambios significativos en la concentración de iones hidrógeno

7. Reseña histórica Henderson (1908) Descubrió el poder tampón del CO2 y aplicó la ley de acción de masas:K = [H+] [HCO3-] / [dCO2] donde dCO2 = CO2disuelto)   Sorensen (1909) Sugirió la teminología pH. También desarrolló el electrodo de hidrógeno para uso biológico.   Hasselbach (1916) Usó la terminología de Sorensen para la ecuación de Henderson de forma logarítmica:pH = pK + log(HCO3-/dCO2)  

8. Producción de ácido Acidos volátiles: Se eliminan por el pulmón a medida que se producen. No determinan acúmulo de H+ siempre que el pulmón funcione Acidos no volátiles: Aniones metabolizables: Lactato, fosfato, ß-OH-butirato, cetoacetato: sólo producen acúmulo de H+ si la velocidad de producción supera la de desaparición. Aniones inusuales, metabolizables: Generalmente, productos intestinales del metabolismo bacteriano: D-lactato, butirato, acetato, propionato. Sólo producen acúmulo de H+ si su producción aumenta bruscamente o si su degradación, habitualmente renal o hepática, disminuye. Aniones no metabolizables: Sulfato procedente de cistina y metionina, formato, hipurato u oxalato procedentes del metabolismo del metanol, tolueno o etilenglicol. Siempre se acumulan y deben ser eliminados. El sulfato procedente de las proteínas representa 20-40 mmoles/día en una dieta estándar. Desaparición de cationes: Metabolismo de lisina, arginina, histidina. La transformación de cationes en productos neutros (CO2, glucosa) genera H+ que deben neutralizarse.

9. Producción de ácido fijo diario   Producción de H Producción de OH proteínas: Met/Cys (H2SO4) Acido glutámico Lisina Acido aspártico Histidina Arginina Carbohidratos: Acido láctico Aniones orgánicos Grasas: Cuerpos cetónicos    200-220 mmoles/día 150 mmoles/día Producción neta de ácidos = 50-70 mmoles/día, aproximadamente 1 mmol/kg/día

10. Regulación Acido-Base Buffers plasmáticos Mecanismos pulmonares Mecanismos renales

11. Buffers plasmáticos Son la primera línea de defensa contra los cambios del pH pero no pueden mantener el equilibrio ácido-base por un período prolongado Sistemas buffers plasmáticos: - Bicarbonato-Acido carbónico - Hemogolobina - Fosfatos - Proteínas

12. Sistema buffers bicarbonato-ácido carbónico Es el principal sistema buffers en el LEC Es una mezcla de H2CO3 + NaHCO3, KHCO3 o MgHCO3 CO2 + H2O H2CO3 H + HCO3 Ecuación de Henderson-Hasselbach indica que estos cambios deben implicar alguna alteración del pH pH = pK + log[(HCO3)/(H2CO3)]

13. Sistema buffers bicarbonato-ácido carbónico Los 3 mayores componentes del equilibrio ácido-base en la práctica son: - El pH: concentración de H - La PCO2: regulada por la ventilación pulmonar - El HCO3 pH = 24 + PCO2/HCO3 (Kaiser-Bleich) Esto predice que los cambios de H y del pH está dado por los cambios en la proporción de estos elementos y no en su valor absoluto

14. Mecanismo pulmonar Si se altera la velocidad de excreción del CO2 por los pulmones se puede alterar el PCO2 y modificaría el pH: CO2 Fr excreción CO2 PCO2 pH CO2 Fr excreción CO2 PCO2 pH Requiere de minutos a horas para completar el efecto deseado No existe ganancia o pérdida de H ni regeneración de HCO3

15. Mecanismo renal Los riñones son los reguladores más importantes de equilibrio ácido-base en condiciones normales Sus objetivos son: - Prevenir la pérdida de bicarbonato por la orina - Mantener el bicarbonato plasmático por medio de la excreción de ácidos en una cantidad igual la producción diaria de ácidos volátiles y la adición de bicarbonato nuevo a la sangre Esto se logra por 2 procesos: (requieren energía) - Reabsorción HCO3 filtrado - Excreción H y adición de nuevo HCO3 a la sangre

16. Mecanismo renal Reabsorción HCO3 filtrado: - TCP: 80% y RAAH 15% Excreción H y adición de nuevo HCO3 a la sangre: - secreción de H fijos - su combinación con buffers - excreción por la orina - excreción de amonio (Glutamina NH3 NH4)

17. Secreción de protones proximal y distal

18. Factores que regulan la reabsorción proximal de HCO3 (acidificación proximal) Aumentan la reabsorción proximal (generan/mantienen alcalosis metabólica): Acidosis intracelular Contracción del volumen extracelular Angiotensina II Catecolaminas Elevación pCO2 Hipopotasemia Aumento filtrado HCO3 Disminuyen la reabsorción proximal (generan/mantienen acidosis metabólica): Alcalosis intracelular Expansión del volumen extracelular Hormona paratiroidea Inhibidores de la anhidrasa carbónica: acetazolamida Disminución pCO2 Daño TCP

19. Factores que regulan la acidificación distal Aporte distal de Na Actividad mineralocorticoide Aporte distal de aniones no reabsorbibles [K]p en el capilar peritubular [H]p en el capilar peritubular Gradiente transepitelial de H Potencial electronegativo luminal Aporte distal de tampón (NH3, acidez titulable)

20. Tasa absoluta de excreción de H La suma de las tasas de excreción en la orina de acidez titulable y amonio menos el bicarbonato urinario AT + NH4 – HCO3u

21. Anión Gap o Brecha Aniónica Es la diferencia entre los aniones y cationes séricos no medidos Alguna de las causas de acidosis metabólica liberan aniones dentro del líquido extracelular los cuales normalmente no pueden ser medidos. Cuando esto ocurre existe una discrepancia inesperada entre la suma de los principales cationes y aniones [Na+ (140)+ K+ (5)] = Cl (105) + HCO3 (25) + Gap

22. Anión Gap Si el gap es normal pérdida de HCO3 Aumento del gap aumento de ácidos fuertes - retecnción ac. Edógenos (cetoácidos, ac. Láctico) - añadidura de ac. Exógenos (etilenglicol, salicilatos) - disminución K, Ca o Mg séricos - aumento proteínas totales Disminución del gap - disminución proteinas totales - aumento de K, Ca o Mg séricos

23. Valores normales del EAB De los gases pH: 7,35 a 7,45 pO2: +/-100 mmHg pCO2: 40 mmHg HCO3: 24-28 mM/L EB: +2 / -2 Del ionograma (AGAP) Na: 142 mEq/L K: 3.5 –5 mEq/L Cl: 104 –110 mgr/dL (75% del Na) GAP = 12 8-16

24. Alteraciones del EAB Cuando evaluamos los trastornos del equilibrio ácido-base es esencial identificar los efectos del desorden primario y los mecanismos compensadores resultantes respiratorio y renal. El pH siempre se mantendrá en el rango de la alteración primaria El trastorno puede ser simple o mixto

25. Acidosis = Acidemia

28. Alteraciones básicas del EAB

31. Caso clínico Lactante menor, masculino, de 8 meses, con cuadro de diarrea, decaído, palidez cutáneo-mucosa, con deshidratación severa (10%), FR: 48 rpm Gases arteriales (ambiente): pH: 7,22 PCO2: 22 mmHg PO2: 98 mmHg; HCO3: 8mEq/L EB: -22