DIOXIDO DE CARBONO ESTADO ACIDO - BASE

1. DIOXIDO DE CARBONO ESTADO ACIDO - BASE

2. LA PANTALLA SIGUIENTE PERMITE EL ACCESO AL MENÚ EN LA FORMA SECUENCIAL PROGRAMADA. Otra forma es colocar la señal del ratón sobre cada texto marcado para dirigirse a un tema de su elección; debe marcar obligatoriamente el botón REGRESARpara volver a esta pantalla. Alteraciones mixtas Apnea Concentración Consumo de O2 (VO2) Curva amortiguadora Diagrama de Davenport pH Hidrogeniones Bicarbonato normal aumentado disminuido Isobara normal PCO2 aumentada PCO2 disminuida Curva amortiguadora normal PCO2 aumentada PCO2 disminuida Diagrama de Cohen Diagrama de Sigaard-Andersen Diferencia arterio-venosa de O2 Diferencia veno-arterial de CO2 DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) Presión parcial (Pp) .....Alveolar (PA) .....Arterial (Pa) .....Capilar (Pc) ......Venosa (Pv) Disuelto Combinado Bicarbonato Acido carbónico Carbamino Hidrogenión Ecuación Henderson-Hasselbach Eliminación de CO2 (VCO2) Fracción de gas Gas seco Gas húmedo Masa Ley de Dalton Saturación (SO2) pH ácido pH alcalino Porcentaje de gas Presión parcial Principio de Fick Procesos agudos acidosis respiratoria alcalosis respiratoria acidosis metabólica alcalosis metabólica Procesos crónicos acidosis respiratoria alcalosis respiratoria acidosis metabólica alcalosis metabólica Receptores cardiopulmonares Receptores pulmonares J Volumen Volumen minuto cardiaco

3. SISTEMA CARDIOPULMONAR Volumen minuto cardíaco Receptores cardiopulmonares Cambios químicos DIOXIDO DE CARBONO MENU GENERAL

4. REGRESAR clic SISTEMA CARDIOPULMONAR La forma tal vez mas simple y mas comúnmente usada para explicar el sistema cardiopulmonar o la relación funcional entre el sistema ventilatorio y el sistema cardiovascular, es a través del principio de Fick. Se usa en fisiología para diferentes órganos o sistemas. • Este principio permite analizar y cuantificar la relación entre • masa (M, gr o l ) M • volumen (V,l) V • concentración (c, gr/l, l/l) c M = c * V V = M / c c = M / V De estas ecuaciones se puede concluir que conociendo dos de las variables se puede calcular la tercera, en una relación funcional múltiple ya que el resultado es diferente según cual sea la variable independiente del fenómeno que se analiza. Ello es así por las complejas interrelaciones que ocurren en los fenómenos biológicos. MENU 1 de 9

5. REGRESAR A clic SISTEMA CARDIOPULMONAR En el caso del sistema ventilatorio,éste produce elingreso del oxígeno en una cantidad que se puede medir en la unidad de tiempo y se conoce como consumo de oxígeno (VO2, cc / min) . Es la masa (M) de sustancia incorporada al sistema que se analiza. . V = c * M Q = (CaO2 – CvO2) * VO2 . . En este mismo sistema,la concentración ( c )estará dada por la diferencia entre la concentración de oxígeno en arteria menos su concentración en sangre venosa( CaO2 - CvO2 ),y representa la cantidad de oxígeno por unidad de volumen incorporada a nivel pulmonar . . . VO2 Cv Ca . Q Conocidas estas dos variables se conocerá el volumen ( V ) de líquido en el que se incorporó la sustancia, en este caso el O2; el cálculo permitirá conocer el valor del volumen minuto cardíaco (Q) a partir del consumo de O2 M = c * V VO2 = (CaO2 – CvO2) * Q c = M / V (CaO2 – CvO2) = VO2 /Q . . . . . MENU 2 de 9

6. REGRESAR clic clic A Durante la realización de diferentes actividades, la .......................... demanda de O2 aumenta y el VO2 puede incrementarse por aumento de la ventilación o de la circulación. En condiciones normales es un efecto combinado de ambos sistemas. En patología uno de ellos puede ser el limitante principal y no es fácil determinarlo con certeza en diferentes pruebas que se realizan. . SISTEMA CARDIOPULMONAR Se puede representar el comportamiento del sistema de una manera mas simplificada pero sumamente útil y también de uso común. Es mas simple si la concentración ( c ) igual a CaO2 – CvO2 se llama diferencia arterio venosa (DavO2). La ecuación a usar se simplifica . VO2 Cv Dav Ca . Q . . VO2 = DavO2 * Q . El valor de Q no puede ser aumentado mas de 4 o 5 veces sobre su valor en reposo. Pero la ventilación puede ser aumentada mas de 15 veces sobre su valor de reposo, por lo que no se considera un factor limitante durante la realización de esfuerzo en el individuo normal. No es este el caso en presencia de patología. MENU 3 de 9

7. REGRESAR clic clic SISTEMA CARDIOPULMONAR Cada patología tiene un patrón diferente de compensación, tanto de la ventilación como de la circulación ante la imposición de un esfuerzo o cualquier aumento de la demanda metabólica. Cuando se desean analizar las modificaciones cardiovasculares ( por ejemplo, disminución de Q), se puede modificar la ecuación anterior, colocando a Q como variable independiente. . . . . . Q = VO2 / DavO2 Si se considera que Q disminuye, pero se mantiene constante el VO2se producirá un aumento de la DavO2, por disminución del CvO2. . . VO2 La variable que fundamentalmente se regula es el VO2 y se modifica por dos parámetros ventilatorios: la ventilación alveolar ( VA ) y la fracción alveolar de O2 ( FAO2 ). . Dav Dav Q Q Entonces la ecuación mas apropiada es VO2 = DavO2 * Q El VO2 sufre modificaciones a través del sistema cardiovascular, por variación de Q y de la DavO2 . . . . . MENU 4 de 9

8. SISTEMA CARDIOPULMONAR Si se analiza el fenómeno hipoxemiante que se genera por el ingreso al pulmón normal de sangre venosa con muy bajos contenidos de O2 se estará frente a hipoxemias de origen cardiovascular y no específicamente generadas por un problema ventilatorio. (ver el programa Hematosis, sangre venosa mixta) Los gases en sangre son factores moduladores del sistema cardiovascular fundamentalmente a través de los quimiorreceptores periféricos y de la acción directa sobre los diferentes vasos sanguíneos. Como el organismo a través de complejos mecanismos mantiene la homeostasis por la modificación de diferentes variables, es fundamental el análisis de la ecuación descrita y sus variables, para explicar algunas de las modificaciones que se producen en la realización de esfuerzo o aumento de demandas metabólicas. MENU 5 de 9

9. REGRESAR clic clic SISTEMA CARDIOPULMONAR En el caso del sistema ventilatorioel ingreso del oxígeno es una cantidad que se puede medir en la unidad de tiempo y se conoce como consumo de oxígeno ( VO2, cc/min ). (ver el programa HEMATOSIS). Suele calcularse el consumo de O2 ( VO2 ) para cuantificar el comportamiento del sistema cardiopulmonar. . . Habitualmente el principio de Fick se analiza para el intercambio de O2, pero su análisis es también válido para el dióxido de carbono ( CO2 ). M = c * V V = M / c c = M / V Como factor fundamental de control de la ventilación se puede analizar la cantidad de sustancia eliminada del sistema, la que es la masa ( M ) de dióxido de carbono expresada en términos fisiológicos como eliminación de CO2 ( VCO2 ). . VO2 VCO2 Cv Ca . Q MENU 6 de 9

10. REGRESAR clic A SISTEMA CARDIOPULMONAR La concentración (c)estará dada por el contenido de dióxido de carbono en la sangre venosa que ingresa por la arteria pulmonar ( CvCO2), al que se le debe restar el contenido de la sangre arterial que egresa del pulmón con cierta concentración de CO2 (CaCO2 ). Conocidas estas dos variables, masa y concentración, se conocerá el volumen (V) de líquido del que el CO2 fue eliminado o excretado; en este caso corresponderá también al volumen minuto cardíaco (Q). Producto de la actividad metabólica normal, hay una cantidad de CO2 que es eliminada alcanzando un estado estacionario que mantiene los valores normales de las presiones parciales de CO2 intracelular ( PicCO2 ) y arterial ( PaCO2 ) . M = c * V VCO2 = (CvCO2– CaCO2 ) * Q . . . VCO2 CvCO2 CaCO2 Esta regulación se cumple en toda actividad que no llega a producir metabolismo anaerobio. Se altera también por la producción aumentada de diferentes ácidos. ( ver mas adelante ). . Q (Ver Concentración en el programa Disociacion de Electrolitos) MENU 7 de 9

11. REGRESAR clic DvaCO2 A SISTEMA CARDIOPULMONAR Cuando se desean analizar las modificaciones cardiovasculares se puede colocar Q como variable independiente, tal como se analizó para el O2. . . . VCO2 = DvaCO2 * Q Q = VCO2 / DvaCO2 . . . . Si Q disminuye y se mantienen constantesla ventilación y el VO2 se producirá un aumento de la diferencia entre el CvCO2 y el CaCO2, llamada diferencia veno-arterial de CO2 ( DvaCO2 ). El comportamiento normal es un ajuste de la ventilación ante cambios de Q .La naturaleza exacta de este mecanismo de regulación no está totalmente definida. . . VCO2 DvaCO2 CvCO2 CaCO2 Se ha postulado la existencia de quimiorreceptores a nivel de sangre venosa mixta (arteria pulmonar) que no han sido identificados. . . Q Q . • Este fenómeno se ha explorado, sin llegar a conclusiones precisas modificando el ingreso pulmonar de CO2 • por el gas alveolar ( ventilación ) • por la sangre venosa mixta ( circulación ) MENU 8 de 9

12. clic Los mecanismos de compensación cuando la demanda energética es constante, aseguran que también es constante la eliminación del CO2 producido por la interacción de los sistemas respiratorio y cardiovascular por medio de complejas interrelaciones. SISTEMA CARDIOPULMONAR . Si los contenidos venosos de O2 y de CO2 se alteranpor diferentes acciones, existen numerosos receptores cardiopulmonares que modifican la ventilación por las señales de variación de pH, PCO2 y PO2 . VCO2 CvCO2 CaCO2 . Q También existen regulaciones de la ventilación producidas por hormonas y otras sustancias químicas específicas que han sido modificadas por el sistema cardiovascular. Dentro de la interacción señalada se analizarán en las próximas pantallas como los siguientes temas específicos de la acción cardiovascular sobre la ventilación. . • Volumen minuto cardíaco (Q) • Receptores cardiopulmonares • Variaciones de pH y PCO2 de origen cardiovascular • Catecolaminas MENU 9 de 9

13. clic clic Hay una incidencia de la ventilación sobre el volumenminuto cardíaco (Q), en forma directa o a través de modificaciones de la presión arterial ( Pa ) que se producenpor cambios de la frecuencia cardiaca ( Fc ) o del volumen latido del ventrículo izquierdo ( VL ). También hay acción de Q sobre la ventilación . SISTEMA CARDIOPULMONAR VOLUMEN MINUTO CARDIACO . Ventilación > La forma mas directa de producir un aumento de Q sería por un marcapaso o estimulador eléctrico, que aumentara la frecuencia cardíaca (Fc) sin modificaciones de otro parámetro. . 3 segundos Quimiorreceptores . Después de aproximadamente 20 segundos de producido el cambio, se observa un aumento de la ventilación que compensa parte de las modificaciones producidas y se acompaña de un aumento simultáneo del consumo de O2, de la eliminación de CO2 y un aumento de la PAO2. Fc > Q > 15 segundos Si se tratara solamente de la acción de los quimiorreceptores ante los cambios de PaO2 y de PaCO2 producidos, su respuesta tardaría entre 3 y 5 segundos. Hay en esta respuesta entonces, un retardo de 15 a 17 segundos, por lo que la aparición del aumento de ventilación está determinado por el tiempo circulatorio y el de............................................. transmisión de las señales. MENU 1 de 1

14. REGRESAR Protuberancia AQS AQS Pirámide clic Controladorcentral Receptores Cardiovasculares Los receptores cardiopulmonares, ante una disminución del retorno venoso o del volumen minuto circulatorio (Q), generan señales que modifican la ventilación. SISTEMA CARDIOPULMONAR Receptores Cardiopulmonares También responden a un aumento ya sea de Q, o de la presión promedio del ventrículo izquierdo, o del volumen en arteria pulmonar Receptores químicos centrales Receptores J Receptores químicos periféricos La respuesta de los diferentes receptoresa las modificaciones cardiovasculares con ducen a los ajustes finales de la ventilación. MENU 1 de 3

15. REGRESAR Protuberancia AQS AQS Pirámide clic Controladorcentral Receptores Cardiovasculares Cuando el flujo en arteria pulmonar aumenta, se estimulan los receptores pulmonares J ( yuxtacapilares ) y se produce taquipnea. SISTEMA CARDIOPULMONAR Receptores Cardiopulmonares Es uno de los numerosos mecanismos generadores de la respuesta ventilatoria en reposo y esfuerzo. Receptores químicos centrales Receptores J Receptores químicos periféricos Es necesario insistir en la importancia de integrar los mecanis mos descriptos en sistemas fisiológicos aislados, comunmen te utilizados en fisiología experimen tal, para poder comprender la respuesta global . MENU 2 de 3

16. Protuberancia AQS AQS Pirámide Controladorcentral Receptores Cardiovasculares Es muy difícil separar y analizar los efectos cardiovasculares sobre la ventilación de una manera clara, ya que se trata de una red de interconexión con múltiples entradas y salidas. SISTEMA CARDIOPULMONAR Receptores Cardiopulmonares Es por ello que en este tema se desarrollarála integración a nivel de sistema nervioso central y luego la acción de Q sobre la ventilación. Solamente se han encarado en este programa algunos de los aspectos más conocidos o más importantes para interpretar la respuesta global producida en varias situaciones. MENU 3 de 3

17. REGRESAR PACO2 clic clic tiempo PaCO2 SaO2 A Es habitual describir o informar de un valor único de ......................... PCO2 aunqueel registro continuo de sus valores en gas alveolar o en sangre muestra una variación cíclica. Durante la inspiración el valor en el gas alveolar (PACO2) disminuye y en la espiración es un poco mayor. SISTEMA CARDIOPULMPONAR CAMBIOS QUIMICOS Cuando se hace un registro continuo de los valores de PCO2 en arteria (PaCO2) se observa también una variación cíclica, pero retrasada con respecto a la del gas. 40 mmHg Un retraso similar se presenta en los valores de saturación, aunque por supuesto su valor aumenta durante la inspiración. Las señales a nivel de quimiorreceptores centrales y periféricos controlan los niveles de ventilación. MENU 1 de 3

18. REGRESAR VA 40 mmHg PACO2 tiempo clic PaCO2 El retraso de la PaCO2 con relación a la PACO2 se debe ............................. a la incidencia del sistemacardiovascular que modifica el tiempo existente desde la salida de la sangre del pulmón hasta su llegada a los receptores químicos. SISTEMA CARDIOPULMONAR CAMBIOS QUIMICOS La normalidad ventilatoria puede verse alterada o la patología intensificada por causas cardiovasculares. Si un individuo hiperventila puede registrarse en el gas de fin de espiración las variaciones de PACO2 en cada movimiento ventilato rio, hasta que se alcanza el umbral apneico y se produce una interrupción de la ventilación o apnea. Es necesario un ajuste entre los sistemas respiratorio y cardiovascular para mantener un ritmo ventilatorio adecuado y estable. Es un fenómeno descrito desde hace mucho tiempo y se ha usado para explicar las apneas centrales del sueño. MENU 2 de 3

19. REGRESAR VA VA tiempo tiempo clic A Obviamente cuando el tiempo circulatorio aumenta, por ejemplo en enfermedad cardiaca severa, las señales están muy retrasadas . La hiperventilación continua por más tiempo por retraso en la llegada de la señal . SISTEMA CARDIOPULMONAR CAMBIOS QUIMICOS y también la apnea que ésta desencadena. No es fácil aceptar que una terapia ventilatoria sea de elección para reducir la incidencia de trastornos cardiovasculares como la hipertensión . También presenta dificultades la aceptación de la incidencia del sistema cardiovascular sobre la ventilación, aunque llega a producir alteraciones graves. En este caso especial, es necesario comprender que el tratamiento de la alteración respiratoria ( a presión positiva o CPAP, administra ción de O2 o CO2 ) es fundamental para impedir el agravamiento de la patología cardiovascular preexistente ( liberación de catecolaminas, péptido natriurético atrial y otros). MENU 3 de 3

20. DIOXIDO DE CARBONO DISUELTO COMBINADO ESTADO ACIDO-BASE MENU GENERAL

21. DIOXIDO DE CARBONO PRESION PARCIAL DISUELTO Acido carbónico COMBINADO Bicarbonato Carbamino MENU GENERAL

22. REGRESAR A clic Por la ley de Dalton, la presión total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de la presión ejercida por cada fracción de gas que la constituye, manteniendo las propiedades como si ocupara el volumen total. Esta ley es fundamental para la comprensión del concepto de presión parcial y para realizar los cálculos correspondientes. PRESION PARCIAL La presión barométrica (Pb) es la fuerza ejercida por las capas de aire sobre los objetos y por ello varía con la altura. A nivel del mar es de 760 mmHg y a nivel de Caracas, 1000 metros sobre el nivel del mar, es de 690 mmHg . La presión total o Pb , al actuar sobre una mezcla como el aire, es ejercida parcialmente por cada componente, dependiendo de la cantidad de cada uno presente en la mezcla. PN2 Presión Total Pb Pb = PO2 + PN2 + Potros PO2 Conociendo la composición de la mezcla y la Pb se pueden calcular las presiones parciales de cada gas. MENU 1 de 3

23. REGRESAR clic PN2 0.78 PO2 0.21 O2con21% N2con78% otros con 1% A Conociendo la composición de la mezcla y la Pb se .......................... pueden calcular las presiones parciales de cada gas. Fi 0.21 Fi 0.78 Fi 0.01 Presión Total (Pb) Se ha difundido el uso de concentración fraccional en relación a la unidad ( ley de Avogadro ) , desplazando la habitual relación porcentual o en relación a 100 (%) • La presión parcial ( Pp) de un gas depende de • la presión barométrica ( Pb ) • la composición de la mezcla ( Fi ) • el grado de humectación del gas. MENU 2 de 3

24. REGRESAR Pva clic A P R E S I O N P A R C I A L Elaire secoinspirado está constituido por Oxígeno, Ntrógeno .y otros gases dentro de los que normalmente no existe CO2. Pb = PO2+ PN2 + Potros Elaire ambiente saturado con vapor de aguaestá constituido por Oxígeno, Nitrógeno, otros gases y vapor de agua (va) Pb = PO2 + PN2 + Potros + Pva Pva = 47 mmHg a 37 oC PN2 PO2 La presión parcial ( Pp ) de un gas depende de la presión barométrica ( Pb ) , de la composición de la mezcla ( Fi ) y del grado de humectación del gas. Pp gas seco = Pb * Fi Pp gas húmedo = (Pb - Pva ) * Fi MENU 3 de 3

25. REGRESAR A CO2 DISUELTO • Normalmente el gas inspirado no contiene CO2. salvo durante la realización de pruebas como • la reinhalación para estudiar la respuesta del centro respiratorio • el agregado de CO2 en pruebas de peritaje para producir la ventilación máxima involuntaria del paciente • la administración por alcalosis respiratoria extrema y contractura muscular masiva El CO2 aparece en alveolo en su tránsito normal de tejido (PvCO2) a pulmón, pasando por el capilar pulmonar (PcCO2) para su eliminación al exterior. PaCO2 PvCO2 La PCO2 alveolar ( PACO2 ) es tan difícil de determinar con exactitud como la PAO2 , debido a la estructura no homogénea del pulmón. (Ver Gradientes en el programa O2-Hematosis) MENU 1 de 5

26. REGRESAR A CO2 DISUELTO clic PCO2 Se reconoce un equivalente a la PACO2 cuando se mide la composición del gas eliminado en la fracción de fin de espiración ( end tidal en inglés ). También suele ser aceptada la PACO2 como un valor igual al hallado en sangre arterial ( PaCO2 ) debido a la gran difusibilidad y al bajo gradiente arterio-alveolar para este gas en condiciones normales. En patología esto no es válido. El CO2 disuelto depende del coeficiente de solubilidad y de la PCO2. El coeficiente de solubilidad del CO2 en plasma ( a) a 37 grados centígrados es de 0.03 cc de CO2 por cada 100 cc de plasma y por mmHg de presión parcial de CO2. CO2 disuelto = PCO2 * a CO2 disuelto = 40 mmHg * 0.03cc / 100cc * mmHg CO2 disuelto = 1.2 cc / 100cc (Ver Ley de Henry en el programa Hematosis) MENU 2 de 5

27. CO2 DISUELTO clic clic CO2 + H20 H2CO3 Se trata de una reacción reversible ya que es eliminado al exterior como gas dióxido de carbono. H2CO3 CO2 + H20 Se hace evidente la relación entre la presión parcial del gas y la cantidad que se disuelve, dependiendo además de la temperatura. La importancia funcional del CO2 disuelto es su capacidad para ser eliminado directamente por el tejido o por el pulmón para preservar el equilibrio ácido base en el organismo. La fracción hidratada de CO2, existente como ácido carbónico, participa en la regulación ventilatoria y se modifica con ella. CO2 CO2 H2O H2O H2CO3 H2CO3 + + (Ver Constante de disociación en el programa Electrolitos) MENU 3 de 5

28. REGRESAR CO2 DISUELTO H2CO3 CO2 H2O + COMBIACIÓN clic clic - HCO3 - HCO3 La disminución de la PCO2 produce alcalosis. H2CO3 HCO3- + H+ + + H + H El aumento de la PCO2 produce acidosis H2CO3 HCO3- + H+ A El H2CO3 es una molécula que se disocia liberando................... hidrogeniones y bicarbonato y modificando el pH. DISOCIACIÓN + Cuando se disocia una molécula de ácido carbónico se produce 1 ión bicarbonato 1 ión hidrógeno El aumento de bicarbonato se identifica como alcalosis y el aumento de hidrogenión como acidosis. Hay un aspecto cuantitativo muy importante que es necesario comprender para poder interpretar la Curva Amortiguadora Normal. MENU 4 de 5

29. REGRESAR CO2 7 DISUELTO 29% 100% 24 40 clic clic 40 A El HCO3-producto del aumento de la PCO2 y de................................ la disociación del H2CO3 se incorpora a un pool de 24 mEq/l . La modificación en el sentido alcalino es poco destacado con aumentos de 7 mEq/l ( 7/24 = 0.29 o 29 %) para incrementos de PCO2 de 40 a 80 mmHg ( vea en este programaCurva Amortiguadora Normal ) El hidrogenión que aparece como elemento de la disociación del ácido carbónico se incorpora a un pool de 40 nM / l o 0,00004 mEq / l. Pasa de 40 a 80 nM / l con el incremento de la PCO2 de 40 a 80 mmHg y el cambio producido es muy significativo (100% ). El pH se reduce de 7.4 a 7.1 unidades Por esta razón PCO2 PCO2 acidosis alcalosis MENU 5 de 5

30. REGRESAR CO2 COMBINADO clic clic • El dióxido de carbono se transporta en los fluidos corporales como: • gas disuelto (CO2 ) • hidratado como ácido carbónico ( H2CO3 ) • bicarbonato (HCO3-) de sodio y otros iones • compuesto carbamino unido a la hemoglobina (CO2Hb ) y proteínas CO2total = CO2 + H2CO3 + HCO3- + CO2Hb CO2 disuelto CO2 total El CO2 total en su mayoría está compues to por bicarbo nato. a * PCO2 PCO2 PCO2 El CO2 disuelto tiene un crecimiento lineal tal como se deduce de la ecuación con que se calcula . La fracción unida a las proteínas ( CO2Hb ) es de baja concentración llegando a 10% del total. MENU 1 de 2

31. REGRESAR CO2 COMBINADO clic • Desde el punto de vista de su control y de su regulación hay dos fracciones que componen elbicarbonato plasmático (HCO3-) • El proveniente de la disociación del ácido carbónico y por lo tanto de las variaciones de PCO2 a través de laventilación. • El modificado por la excreción y reabsorción a través delriñón . Por supuesto hay posibilidades que se incorpore bicarbonato directamente al organismo a través de la ingesta o por administración endovenosa. También puede modificarse por diálisis renal o peritoneal. (Ver Líquidos del organismo en el programa Distribución Iónica) MENU 2 de 2

32. ESTADO ACIDO - BASE DIAGRAMA DE DAVENPORT COMPENSACION DIFERENTES DIAGRAMAS MENU GENERAL

33. REGRESAR 7.7 7.4 7.0 clic clic Para comenzar un análisis muy simple de las patologías................................. ácido-base conviene recordar algunos aspectos de la ecuación de Henderson – Hasselbach. PCO2 pH =pK+ log HCO3- /a* PCO2 HCO3- El valor de pK para plasma a 37 grados centígrados es de 6.1: es la constante que establece la proporcionalidad entre el pH y el logaritmo del cociente entre el bicarbonato y la presión parcial de CO2. Analizando la relación entre HCO3- y PCO2pueden entenderse los cambios que se producen en el pH . Pero ello no es suficiente para entender los procesos clínicos ya que es necesario conocer la historia del paciente y la evolución de la patología . El análisis de las tres variables no es realmente un proceso complicado, pero sí lo es el poder hacer un diagnóstico diferencial de su relación. La condición de normalidad se describe por los valores 7.4 = 6.1+ log24 / a * 40 Debe enfatizarse que en forma aislada ni un pH de 7.4, ni un HCO3- de 24 mEq/l, ni una PCO2 de 40 mmHg son indicadores de normalidad en el estado ácido-base. MENU 1 de 3

34. REGRESAR 7.7 7.4 7.0 7.7 7.4 7.0 clic clic 7.7 HCO3 PCO2 7.4 7.0 HCO3- PCO2 A La condición de normalidad ácido-base necesita de la identificación de tres variables PCO2 HCO3- 7.4 = 6.1 + log 24 / a * 40 Un pH ácido puede originarse en dos cambios: • Disminución del bicarbonato Acidosis metabólica • Aumento de la PCO2 Acidosis respiratoria MENU 2 de 3

35. REGRESAR 7.7 7.7 7.7 7.4 7.4 7.4 7.0 7.0 7.0 PCO2 HCO3- clic clic PCO2 HCO3- A La condición de normalidad ácido-base necesita de la identificación de tres variables PCO2 HCO3- 7.4 = 6.1 + log 24 / a * 40 Un pH alcalino puede originarse en dos cambios: • Aumento del bicarbonato alcalosis metabólica • Disminución de la PCO2 alcalosis respiratoria MENU 3 de 3

36. Los cambios mencionados en las pantallas anteriores pueden ser complejos : • Agudos o de escaso tiempo de evolución • Crónicos o de largos períodos de evolución • Primarios o causa originaria de la modificación ácido-base • Compensatorios o que responden a mecanismos de regulación ácido-base normales MENU 4 de 3

37. DIAGRAMA DE DAVENPORT BICARBONATO ISOBARAS DE PCO2 CURVA AMORTIGUADORA NORMAL ALTERACIONES MIXTAS MENU GENERAL

38. REGRESAR 44 40 36 32 28 24 BICARBONATO (mEq/l) 20 16 12 8 pH (Unidades) 4 0 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba. Argentina. Existen tres variables que definen la relación descrita por Henderson y Hasselbach, con una ecuación que generalmente se usa para presentar las alteraciones ácido-base de una manera cuantitativa. El diagrama realizado por Horace Davenport es el que se utilizará inicialmente, por sus cualidades didácticas. Se mostrarán otros gráficos de uso clínico. En ordenadas se presenta la concentración del bicarbonato en plasma, de 0 a 44 mEq/l. En abcisas se presenta el pH en sangre, desde 7,0 hasta 7,8 unidades. MENU 1 de 5

39. A REGRESAR El valor normal de la concentración de BICARBONATO es de 24 mEq/l BICARBONATO (mEq/l) 44 40 36 BICARBONATO ALTO EN ACIDOSIS 32 28 24 20 16 BICARBONATO BAJO EN ALCALOSIS 12 8 4 0 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 pH (Unidades) H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba. Argentina. De manera intuitiva se puede pensar que todos los valores de bicarbonato ubicados en la parte superior del gráfico son aumentos o alcalosis. Pero debe recordarse que se trata de una relación de tres variables y no sólo de dos. Por ello es posible encontrar bicarbonato alto en acidosis y bajo en alcalosis. Se muestra el área normal. MENU 2 de 5

40. A BICARBONATO (mEq/l) El valor normal de pH es de 7,4 Unidades 44 40 36 32 28 24 ACIDOSIS ALCALOSIS 20 16 12 8 4 0 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 pH (Unidades) H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba. Argentina. De manera muy simple puede aceptarse que valores de pH aumentados corresponden a una alcalosis (lado derecho del gráfico) y los pH disminuidos caracterizan acidosis (lado izquierdo del gráfico). Se necesita completar la relación de las tres variables para hacer una caracterización correcta, fuera de la zona normal. Se muestra el área normal. MENU 3 de 5

41. A REGRESAR pH = log (H+) -1 = log 1/ (H+) Si el pH se representa en una escala lineal, como en el ejemplo actual, clic pH (Unidades) 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 100 80 60 50 40 30 25 20 15 [H+] (nM/l) EN ESTE PROGRAMA SE CONTINUARA USANDO pH El pH es el logaritmo del valor inverso de la concentración de hidrogeniones ( [H+] ). Su origen se debe a Sorensen, que desarrolló el potenciómetro con electrodos sensibles a la diferencia de concentración de hidrogeniones entre dos paredes de vidrio. La diferencia de potencial generada en el sistema se expresó en números enteros y por supuesto, dada su definición, en relación logarítmica con la concentración de H+. la concentración de hidrogeniones tiene una escala logarítmica. Ello determina una diferencia de: • 20 nMoles de [H+] entre pH de 7,0 y 7,1 • 10 nMoles de [H+] entre pH de 7,2 y 7,3 • 5 nMoles de [H+] entre pH de 7,6 y 7,7 Es cómodo utilizar valores enteros de pH, pero es difícil comparar estos valores con concentraciones reales, como es de uso habitual en electrolitos tales como Na+, K+, Ca2+, entre otros. (ver Disociación del agua en el programa Electrolitos) MENU 4 de 5

42. [H+] (nM/l) 100 80 60 50 40 30 25 20 15 44 40 36 UNA MISMA VARIACION DE pH CORRESPONDE A CONCENTRACIONES DIFERENTES EN NANO MOLES 32 28 pH [H+] (nM/l) 24 7,00 100 BICARBONATO (mEq/l) 20 80 7,10 60 16 7,20 24 (PCO2) [H+] = [HCO3-] [HCO3-] 50 7,30 6,1 + log10 pH = 12 a (PCO2) 40 7,40 8 30 7,50 4 25 7,60 0 20 7,70 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 15 7,80 pH (Unidades) H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba. Argentina. Es necesario incorporar......... el concepto de la concentra ción de H+ en nanomoles por litro, pues su uso se hace cada vez mas común. Se tiene una equivalencia entre ellas a través de la ecuación que define el estado ácido-base: (ver Unidades en el programa Electrolitos) MENU 5 de 5

43. BICARBONATO y pH BICARBONATO DISMINUIDO ACIDOSIS METABOLICA BICARBONATO AUMENTADO ALCALOSIS METABOLICA MENU GENERAL

44. REGRESAR 44 pH = pK + log ( [HCO3-]/ a PCO2 ) 40 36 H+ = 24 PCO2 / [HCO3-] 32 28 24 10 7,02 clic BICARBONATO (mEq/l) 20 7,10 12 7,22 16 16 7,32 20 [HCO3-] mEq/l 12 pH 7,40 24 8 4 0 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 pH (Unidades) 100 80 60 50 40 30 25 20 15 [H+] (nM/l) A Es obvio por la ecuación........... que define el estado ácido-base, que existe una relación de tres variables: La concentración de bicarbonato ([HCO3-]), el pH y la presión parcial de CO2 (PCO2). Se ha descrito la relación bicarbonato – pH: si el primero vale 24 m Eq/l y el segundo 7,40 Unidades, necesariamente la tercera variable, la PCO2, es de 40 mmHg. PCO2:40 mmHg NORMALIDAD RESPIRATORIA Para una condición de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA): MENU 1 de 2

45. REGRESAR 44 40 36 pH = pK + log ( [HCO3-]/ a PCO2 ), donde pK: 6,1 y a: 0,03 cc/100cc* mmHg 32 PCO2:40 mmHg 28 24 clic clic clic clic pH = 6,1 + log ( 20 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg) pH = 7,32 U pH = 6,1 U+ log ( 12 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg) pH = 7,10 U pH = 6,1 + log ( 10 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg) pH = 7,02 Unidades pH = 6,1 + log ( 16 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg) pH = 7,22 U BICARBONATO (mEq/l) 20 16 ACIDOSIS METABOLICA PURA 12 8 4 0 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 pH (Unidades) 100 80 60 50 40 30 25 20 15 [H+] (nM/l) En la pantalla anterior se ha comenzado a construir una isobara o línea de puntos de igual presión parcial: PCO2 de 40 mmHg. Se calcula el pH para otras [HCO3-]: De igual forma, se identifican los demás puntos que configuran una condición de la PCO2 normal y pH disminuido por descenso de la[HCO3-] De esta manera, se evidencia la ACIDOSIS METABOLICA PURA(no respiratoria). Cada punto que compone esta línea, define tres variables correspondientes a este tipo de alteración ácido-base. MENU 2 de 2

46. REGRESAR 44 40 36 pH = pK + log ( [HCO3-]/ a PCO2), donde pK: 6,1 y a: 0,03 cc/100cc*. mmHg 32 PCO2:40 mmHg 28 24 pH = 6,1 + log ( 44 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg) pH = 7,66 Unidades clic clic clic clic pH = 6,1 + log ( 40 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg) pH = 7,62 Unidades pH = 6,1 + log ( 28 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg) pH = 7,47 Unidades pH = 6,1 + log ( 36 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg) pH = 7,58 Unidades pH = 6,1 + log ( 32 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg) pH = 7,53 Unidades BICARBONATO (mEq/l) 20 16 ALCALOSIS METABOLICA PURA clic 12 8 4 0 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 pH (Unidades) 100 80 60 50 40 30 25 20 15 [H+] (nM/l) A De la misma manera que en la pantalla anterior se puede terminar de construir la isobara o línea de puntos de igual presión parcial: PCO2 de 40 mmHg. Se calcula el pH de igual forma : Se identifican los demás puntos, que configuran una condición de PCO2 normal y pH aumentado por incremento en la [HCO3-] De esta manera, se evidencia la ALCALOSIS METABOLICA PURA(no respiratoria) Cada punto que compone esta línea, define tres variables correspondientes a este tipo de alteración ácido-base. MENU 1 de 1

47. ISOBARA de PCO2 NORMAL PCO2 AUMENTADA PCO2 DISMINUIDA Acidosis respiratoria Alcalosis respiratoria MENU GENERAL

48. 44 40 36 32 PCO2:40 mmHg 28 24 10 7,02 clic BICARBONATO (mEq/l) 20 7,10 12 7,22 16 16 7,32 20 [HCO3-] mEq/l 12 pH 7,40 24 8 4 0 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 pH (Unidades) 100 80 60 50 40 30 25 20 15 [H+] (nM/l) A Toda disminución de.la . concentración de [HCO3-] producido con una PCO2 constante, conduce a una disminución del pH. Para una condición de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA): Con la isobara de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA), construida anteriormente, se divide el gráfico y se pueden diferenciar patologías ventilato rias. MENU 1 de 2

49. REGRESAR 44 40 36 32 PCO2:40 mmHg 28 7,47 28 24 clic 7,53 32 BICARBONATO (mEq/l) 20 7,58 36 16 7,62 40 [HCO3-] mEq/l 12 pH 44 7,66 8 4 0 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 pH (Unidades) 100 80 60 50 40 30 25 20 15 [H+] (nM/l) Todo aumento de HCO3- producido con una PCO2 constante, conduce a un aumento del pH. Para una condición de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA): Con la isobara de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA), construida anteriormente, se divide el gráfico y se pueden diferenciar patologías ventila torias. MENU 2 de 2

50. 44 40 ACIDOSIS RESPIRATORIA ACIDOSIS RESPIRATORIA 36 PCO2 PCO2 PCO2 PCO2 PCO2 PCO2 32 28 24 clic BICARBONATO (mEq/l) 20 PCO2: 40 mmHg NORMALIDAD RESPIRATORIA 16 12 8 4 0 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 pH (Unidades) 100 80 60 50 40 30 25 20 15 [H+] (nM/l) A La parte del gráfico ubicada a la izquierda de la isobara de PCO2 de 40 mmHg, está formada por puntos que tienen PCO2 aumentada (ACIDOSIS RESPIRATORIA). La PCO2 aumentada por encima de 40 mmHg es la condición principal, en este caso, para hablar de acidosis respiratoria. No son los valores del pH y de [HCO3-] los que están definiendo la condición de acidosis respiratoria. Es necesario destacar, que hay acidosis con pH mayor que el normal de 7,4 y con [HCO3-] mayor de 24 mEq/l. MENU 1 de 1