Parte ii equilibrio acidobásico

TRANSPORTE DE GASES Y REGULACIÓN ÁCIDO- BASE

Lic. Roy W. Morales Pérez

[email protected]

Parte II: Equilibrio acidobásico

Composición del aire

El aire atmosférico es una mezcla gaseosa

cuya composición porcentual es de 78%

nitrógeno, 21% de oxígeno, 0.03% de dióxido de

carbono y 0.92% de helio y argón (aire seco).

El aire alveolar, por otra parte, tiene una

composición porcentual de 77% de nitrógeno,

16% de oxígeno, 5% de dióxido de carbono y 2%

de vapor de agua.

Transporte de gases y regulación ácido- base. Parte II: Equilibrio acidobásico

Composición del aire


El sistema respiratorio

humano consta de un

sistema de conducción

(fosas nasales, boca,

faringe, laringe, tráquea,

bronquios) y un sistema

de intercambio (sacos

alveolares).

Sistema Respiratorio


Ver video en YouTube:

http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=HiT621PrrO0



Ventilación Pulmonar

La ventilación pulmonar puede entenderse como un proceso fisiológico involuntario indispensable en los organismos aerobios, el cual consiste en un intercambio de sustancias gaseosas a través de un proceso de difusión entre el organismo y el medio ambiente que lo circunda a través de dos etapas: inspiración (inhalación) y espiración (exhalación).


La ventilación pulmonar depende de la función de quimiorreceptores, los cuales son receptores de señales químicas internas o externas.

Centrales: se localizan en el bulbo raquídeo y responden a cambios de pH. Así por ejemplo, si el pH sanguíneo disminuye hace que aumente la ventilación pulmonar.

Periféricos: responde a los cambios de concentración de oxígeno y dióxido de carbono. Se ubican en el cuerpo carotídeo y en el arco aórtico.

Ventilación Pulmonar


Intercambio Gaseoso



http://www.youtube.com/watch?v=wNAiyhcDWBI



Leyes de los gases


Complementa tu aprendizaje visitando el sitio web:

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gases/



Solubilidad de gases en líquidos

La solubilidad de un gas en un líquido es descrita

por la Ley de Henry:

𝐶𝑔𝑎𝑠 = 𝑘𝐻 ∗ 𝑃𝑔𝑎𝑠



http://www.youtube.com/watch?v=18Y_2IAM5qY



Difusión de Gases

El intercambio gaseoso

durante la respiración puede

ser explicado a través de la

Ley de Fick, la cuál

establece que dada una

diferencia de concentración

entre dos regiones de un

sistema (diferencia de

potencial químico, µ),

existirá un flujo espontáneo

desde la zona de mayor a la

de menor potencial químico. J= Flujo; D= Coeficiente de Difusión; C Gradiente de Concentración

𝐽 = −𝐷 ∗ ∆𝐶


Flujo alveolo capilar


Intercambio gaseoso en la

región alveolo-capilar

Intercambio gaseoso entre la sangre

oxigenada y los tejidos periféricos

Flujo alveolo capilar



http://www.youtube.com/watch?v=dW1763QoIng


http://www.youtube.com/watch?v=WXOBJEXxNEo






Hemoglobina y transporte de gases

• La solubilidad del oxígeno en el plasma sanguíneo a la temperatura corporal es de

2,3 mL O2/ L plasma.

• 1,0 g Hb transporta en promedio 1,34 mL de O2.

• 1,0 L de sangre puede transportar aproximadamente 150 g Hb (15 g Hb/dL sangre).

• El volumen de sangre en el adulto sano corresponde aproximadamente a 1/13 de

su peso corporal (± 5,0 L).



Mioglobina: proteína globular monomérica

que se encuentra principalmente en la región

musculo-esquelética. Su función más

importante es la de almacenar oxígeno dado

que no es un transportador eficiente de ésta

molécula. La mioglobina está constituida por

153 residuos de aminoácidos y tiene una

masa molecular de 17000 Da.

Hemoglobina: puede clasificarse como una

metaloproteína, tetramérica,

heterooligomérica. Se encuentra

principalmente en el eritrocito y su función

más relevante es la de transportar oxígeno

hacia los tejidos periféricos y dióxido de

carbono e iones hidronio hacia los pulmones.

La masa molar de la Hb es de 64,5 kDa.



La hemoglobina (Hb) es una heteroproteína que está conformada por un

átomo de hierro central unido mediante enlaces de coordinación, a un anillo

de porfirina (grupo prostético). Aunque existen diversos tipos de Hb, la más

importante en los seres humanos mayores de siete meses de edad es la

Hb-A o hemoglobina del adulto (22) que corresponde al 90% de la Hb total.



La fijación de las

moléculas de oxígeno a la

hemoglobina, responden a

una interacción

homotrópica, esto es, la

fijación de una primera

molécula de oxígeno

facilita la fijación de las

siguientes.



Factores que afectan la fijación de oxígeno

Hb + O2 ⇌ HbO2 HbO2 + O2 ⇌ Hb(O2)2

Hb(O2)2 + O2 ⇌ Hb(O2)3 Hb(O2)3 + O2 ⇌ Hb(O2)4

Hb + 4 O2 ⇌ Hb(O2)4

P50 medida de la concentración de oxígeno

necesaria para saturar 50% de Hb. Cuanto

mayor sea su valor, menor será la afinidad

de la hemoglobina por el oxígeno.



Transporte isohídrico de dióxido de carbono

Efecto Haldane: la desoxigenación de la sangre

aumenta la habilidad de la hemoglobina para transportar

dióxido de carbono.

Efecto Bohr: cuando el pH plasmático disminuye, la

afinidad de la hemoglobina por el oxígeno disminuye

(efecto heterotrópico inhibidor).

Efecto Hamburger: el dióxido de carbono se transporta

en el plasma principalmente en forma de ion

bicarbonato, con el concomitante desplazamiento de

cloruro al interior celular para conservar la

Electroneutralidad.

Un amortiguador ácido- base, es una mezcla de sustancias

(generalmente un ácido débil con su base conjugada) que

permite mantener el pH de un medio estable cuando se le

adicionan sustancias ácidas o básicas.

𝒑𝑯 = 𝒑𝑲𝒂 + 𝑳𝒐𝒈𝑨−

𝑯𝑨

Ecuación de Henderson- Hasselbalch: permite determinar el pH de

una solución amortiguadora a partir de la concentración del ácido débil

(HA) y su base conjugada (A-)


Regulación acidobásica


pH = pKa + LogA−

HA

pH = 3.5 + Log 24

𝑚𝑚𝑜𝑙

𝐿

3×10−3 𝑚𝑚𝑜𝑙

𝐿

= 7,4

El amortiguador de mayor importancia fisiológica es el par ácido carbónico/

bicarbonato. A la temperatura corporal promedio (37°C), la pKa para ésta

reacción es de 3,5. Bajo estas condiciones, la concentración de ácido

carbónico es de 3,0 E-3 mM, y para el bicarbonato de 24 mM.

pH = pka + Log HCO3

−

H2CO3



Sin embargo, dado que el ácido carbónico es una sustancia altamente inestable, se

toma preferiblemente como sistema amortiguador el conformado por el par dióxido

de carbono/ bicarbonato. El pKa para éste equilibrio es de 6,1 a la temperatura

corporal, y la concentración del dióxido se calcula a partir del producto entre su

presión arterial y la constante de Henry a esta temperatura.

pH = pka + Log HCO3

−

CO2= pka + Log

HCO3−

pv CO2∗ kHCO2

pH = 6.1 + Log 24

𝑚𝑚𝑜𝑙

𝐿

40 𝑚𝑚𝐻𝑔 ∗0.03 𝑚𝑚𝐻𝑔 = 7,4




Ácidos producidos por el organismo

Fijos 50- 100 mEq/día

Iones hidronio producidos durante el metabolismo de

proteínas que contienen aminoácidos que enlazan

sulfuro (metionina, cisteína) y catiónicos (lisina y

arginina).

Volátiles 10000- 20000 mEq/ día En forma de ácido carbónico.

𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂 ⇌ 𝐻2𝐶𝑂3 ⇌ 𝐻+ + 𝐻𝐶𝑂3−



Mecanismos de regulación acidobásicos

Regulación respiratoria

Eliminación o retención de CO2

Regulación renal

Producción y reabsorción glomerular de HCO3-

Eliminación de H3O+ a través de la neutralización con

tampones de fosfato y amoniaco

Regulación buffer Compartimento Extracelular

Plasma: CO2/HCO3-

(75% capacidad buffer

total)

Hematíes: Hemoglobina.

Proteínas plasmáticas

Compartimento Intracelular NaH2PO4/ Na2HPO4


Trastornos Ácido- Base

Trastorno Ácido- Base Causas Respuesta Etiología

Acidemia

Acidosis respiratoria

Incremento de la

concentración de CO2 por

encima del rango normal

(hipercapnia: paCO2 mayor

36- 44 mmHg) y/o existe

hipoventilación

Aumenta la producción y

reabsorción de HCO3-, y la

excreción de H2CO3

Sustancias depresoras del

SNC, obstrucción de vías

respiratorias (asma , EPOC),

enfermedad neuromuscular

(síndrome de Guillain-

Barré), hipoventilación por

obesidad

Acidosis metabólica

Aumento exógeno o

endógeno de H3O+;

disminución en la producción

y/o reabsorción de HCO3-

Hiperventilación alveolar,

Diarrea, cetoacidosis

diabética, consumo de

metanol.

Alcalemia

Alcalosis respiratoria

Descenso de la concentración

de CO2 por debajo del rango

normal (hipocapnia: paCO2

menor a 36- 44 mmHg) y/o

existe hiperventilación

Disminución en la

producción y reabsorción de

HCO3-

Ansiedad, estrés, fiebre,

mudarse a regiones de

elevada altitud,

medicamentos estimulantes

respiratorios (doxapran)

Alcalosis metabólica

Disminución de H3O+;

aumento en la producción y/o

reabsorción de HCO3-

Hipoventilación alveolar

Vómito, diuréticos,

alteraciones en la función

renal.


Trastornos Ácido- Base

Diagrama de Davenport

El diagrama de Davenport es una

herramienta gráfica y

conceptual que permite describir la

concentración de bicarbonato en la

sangre y el pH seguido a una

perturbación respiratoria o

metabólica. El diagrama representa

una superficie tridimensional y

describe todos los posibles

estados de equilibrio entre el

dióxido de carbono, el

bicarbonato y los hidronios en la

interface alveolo- capilar.

Bibliografía

Boyer, M. (2009). Matemáticas para enfermeras. Guía de bolsillo para cálculo de dosis y preparación de medicamentos.

2 ed. Manual Moderno.

Drucker, R. (2005). Fisiología Médica. México D.F.: Manual Moderno.

Feduchi, E. et al. (2011). Bioquímica. Conceptos Básicos. Madrid: Editorial Médica Panamericana.

Holum, J. (2000). Fundamentos de Química General, Orgánica y Bioquímica para Ciencias de la Salud. México D.F.:

Limusa Wiley.

Lozano, J.A. et al. (2000). Bioquímica y Biología Molecular para Ciencias de la Salud. España: Mc Graw Hill-

Interamericana.

Murray, R. et al. (2009). Harper Bioquímica. México D.F.: Mc Graw- Hill.

Lecturas Complementarias

Heredero, M., mena, V., Riverón, R. (2000). Acidosis láctica: algunas consideraciones. Rev. Cubana. Pediatria. 72 (3),

pp. 183- 193. Disponible en: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-75312000000300004

Montes de Oca, M., Xóchitl, M., Olvera, C., Franco, J. (2010). Ajuste de la relación PaO2/FiO2 a la presión

barométrica. Rev. Asc. Mex. De Medicina Crítica y Terapia Intensiva. 24 (1), pp. 8 -12. Disponible en:

http://www.medigraphic.com/pdfs/medcri/ti-2010/ti101b.pdf


http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-75312000000300004



























Parte ii equilibrio acidobásico

Health & Medicine

Transcript of Parte ii equilibrio acidobásico