EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE: UN EJERCICIO DE SIMPLIFICACIÓN

Recientemente hemos participado como docente en un curso en el que abordábamos la fisioterapia en el paciente crítico. No somos expertos en la materia, aunque algo de conocimiento tenemos del tema por formación y experiencia en nuestro quehacer cotidiano. Uno de los apartados que tratamos fue el equilibrio ácido-base. Es complicado para la mayoría de los fisioterapeutas, y sanitarios en general, más si no forma parte de su actividad habitual y quedó en el cajón tras aprobar el correspondiente examen.

Pues bien, en un intento de facilitar el aprendizaje y fijación del asunto vamos a realizar un ejercicio de simplificación, sin que sea excesivo, que nos ayude a entenderlo. Supondremos unos conocimientos elementales de química, aquellos que aprendimos en el bachillerato y que nos cuesta rememorar. Vamos a recurrir a libros conocidos como el Guyton de fisiología o el Manual MSD en su versión en línea.

Para empezar, ¿qué es el pH? Significa potencial de hidrógeno, e indica la concentración de iones Ho hidrón o catión hidrógeno. En términos matemáticos expresa el logaritmo de la concentración de ese ion, pero cambiándole el signo. Así, si la concentración de H+ es 10-7 entonces log[ H+ ] es (-7), y cambiado de signo es 7. Ese valor de pH es precisamente el neutro, es decir, el de el equilibrio entre iones He iones OHo hidroxilo, que son en los que se disocia el agua (H2O). Como se deduce de lo dicho, los valores inferiores a 7 indican acidez (serían concentraciones mayores de 10-7, es decir,  mayores de 1/10000000, ya que un exponente negativo hace que el valor sea menor cuando más alto es el valor absoluto del mismo). Los valores superiores indican un pH básico.

AcidezLa [H+], o concentración de hidrogeniones,  influye en el metabolismo de manera determinante. El valor va de 7,35 a 7,45, hablando de pH. Es decir, debe estar dentro de unos límites fisiológicos. Por ello, disponemos de mecanismos para que sea así, principalmente sistemas de amortiguación químicos (actúan de inmediato ante un desajuste), control respiratorio (actúa en minutos) y el control renal (actúa de horas a días). Los valores superiores a 7,45 indican alcalosis y los inferiores a 7,35 acidosis. Veamos esos mecanismos con algo de detalle.

Amortiguadores químicos

Básicamente se unen a los hidrogeniones Hde forma reversible para formar un ácido débil en lugar de uno fuerte. Recordemos que, químicamente, un ácido es aquel que puede ceder con mayor o menor facilidad H+, y una base es aquella que puede aceptar con mayor o menor facilidad H+.

Sistema del bicarbonato

Se basa en una reacción que se produce constantemente en el organismo y que se orienta a derecha o izquierda para buscar el equilibrio:

CO2 + H2O <—-> CO3H2 <—->H+ + HCO3-

Si aumentan los H(acidez, o pH menor de 7,35) se combinan con HCO3(bicarbonato) desplazando la reacción a la izquierda, aumentando el CO2. Si aumentan los  OH(estado básico, pH mayor de 7,45) la reacción se orienta a la derecha, disminuyendo el CO2 (se forma una base débil, por ejemplo NaHCO3, más H2O). Resumiendo, para compensar un aumento de hidrogeniones necesito usar más  HCO3que lleva a formar CO2 (que se eliminará con hiperventilación alveolar, “respirando más rápido”). Para compensar un aumento de hidroxilos estos se combinan con CO3H2 lo que consume CO2 que necesito “reponer” (como veremos, eso se consigue con la hipoventilación alveolar, “respirando menos”).

Por un juego de ecuaciones se sabe que la concentración de H+ es proporcional a la cantidad de CO2 y a la PCO2 en sangre. Además, es inversamente proporcional a la cantidad de HCO3-.

[H+]= CO2 /HCO3-

 Si lo transformamos en términos de pH (usando procedimientos matemáticos):

  pH = HCO3-/PCO2  (Simplificación de la ecuación de Henderson-Hasselbalch)

Dado que el bicarbonato está regulado en el riñón y el CO2 por la respiración entenderemos que un fallo en esos órganos altere el equilibrio ácido-básico. Así, tendremos alcalosis o acidosis metabólica en caso del fallo de la regulación renal y alcalosis o acidosis respiratoria en caso de fallo de la regulación respiratoria.

El sistema de bicarbonato es el amortiguador extracelular más potente del organismo.

Otro sistema amortiguador es  sistema de fosfato, que amortigua cambios acidobásicos en riñón y en líquido intracelular. Las proteínas se comportan como bases por las cargas negativas de los aminoácidos e intervienen en la regulación del pH intracelular.

Regulación respiratoria

Supone la segunda repuesta a cambios del pH. Si este se altera, con la ventilación se puede revertir ese cambio. Si disminuye la ventilación se retiene más CO2 con lo que se aumenta el denominador de pH = HCO3-/PCO2, el pH disminuye, se hace más ácido. Si aumenta la ventilación se exhala más CO2 y disminuye denominador, con lo que aumenta el pH, se hace “menos ácido”.

Esta regulación actúa en minutos hasta que los riñones entran en juego. En caso de patología respiratoria se atenúa su capacidad para corregir desequilibrios acidobásicos. Además, la propia patología propicia cambios en el pH, como cuando se retiene CO2 (neumonía, enfisema,…)

Regulación renal

Mediante la orina se excreta el exceso de bases o ácidos, es decir, aquellos que alteran el equilibrio ácido-básico. Casi todo el HCO3filtrado en los riñones es reabsorbido. En caso de alcalosis se deja de reabsorber  HCO3, lo que hace que se excrete por la orina y deje de amortiguar al H+. Igualmente, con la alcalosis se reduce la secreción de hidrogeniones. En caso de acidosis se reabsorbe bicarbonato. Además, los hidrogeniones son secretados y expulsados en la orina. Los estímulos para esta secreción son el aumento de PCO2 (acidosis respiratoria) y el aumento de de hidrogeniones en el líquido extracelular (descenso de pH).

Consideraciones esenciales sobre el equilibrio ácido-base

Depende de la relación entre CO2 y HCO3-. Si aumenta el CO2 y la PCO2 se produce acidosis respiratoria. Si disminuye el HCO3extracelular se produce acidosis metabólica. La respuesta ante acidosis respiratoria es renal, con rescate de bicarbonato. La respuesta ante acidosis metabólica es respiratoria, con hiperventilación para disminuir la PCO2, así como también renal.

Si disminuye el CO2 y la PCO2 (por hiperventilación) se produce alcalosis respiratoria. Si aumenta el HCO3extracelular se produce alcalosis metabólica. La respuesta ante alcalosis respiratoria es renal, con aumento de la excreción de bicarbonato. La respuesta ante la alcalosis metabólica es la hipoventilación para aumentar la PCO2 y, además, también el aumento de la excreción renal de bicarbonato.

En una entrada posterior proponemos algunos ejercicios para propiciar un mejor conocimiento del asunto.

Para saber más:

Vídeos de Roberto Añez.

Vídeo Equilibrio ácido-base 1

Vídeo Equilibrio ácido base 2

Vídeo Equilibrio ácido base 3

LEER MÁS FISIOTERAPIA.

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