Equilibrio ácido básico

Diciembre 2013

64.- EQUILIBRIO ACIDO BASICO

La homeostasia acidobásica requiere de la integración funcional de 3 órganos como mínimo que son el hígado, los pulmones y los riñones. El hígado metaboliza proteínas que producen iones Hidrógeno (H+), los pulmones eliminan dióxido de carbono (CO2) y con ello iones Hidrógeno que reflejan la intervención del bicarbonato (HCO3) como amortiguador extracelular y los riñones generan nuevas moléculas de HCO3 para sustituir las consumidas durante la neutralización.

El estado ácidobase se valora por medio de las concentraciones séricas de bicarbonato, CO2 y iones Hidrógeno relacionados en la ecuación de Henderson-Hasselbach :

                                pCO2   (componente pulmones-respiración)

(H+)   =  23,9 x   ----------------------------------------------------------

                                  HCO3- (componente riñones-metabolismo)

                                            HCO3

pH     =  pKa + log  ----------------------

                                    0,0301 x pCO2

Existen procesos que pueden terminar en alteraciones acidobásicas :

La dieta diaria aporta iones Hidrógeno por metabolismo de aminoácidos azufrados (metionina,cistina) y catiónicos (lisina, arginina). Los carbohidratos y grasas en circunstancias anormales al ser metabolizados producen carga ácida. En Hipoxia la glucosa es metabolizada a hidrogeniones y lactato. En deficiencia de insulina los triglicéridos son metabolizados a hidrogeniones y B-hidroxibutirato.

Amortiguadores:

Amortiguador: sustancia que minimiza los cambios del pH al transformar ácidos y bases potentes (completamente ionizados)  en bases y ácidos más débiles (disociación menos completa)  respectivamente.

pKa es el pH al cual el amortiguador  tiene disociación 50% alcanzando su mayor eficacia para llevar al mínimo las oscilaciones del pH. Los amortiguadores fisiológicos más eficaces tienen pKa cercanos al pH fisiológico: H2PO4 (en orina) y Hemoglobina  6,8 ; HCO3 (en líquido extracelular) 6,1 ; Imidazol (en LIC) 6,9.

En resumen los pulmones regulan el ácido carbónico y los riñones conservan el bicarbonato sérico.

• Pulmón:  CO2 + H2O  <----------- >  H2CO3  <---------------->     2 H+  + HCO3-

•                 Hidratacion                    ac. débil                            Disociación: base

• Riñón : 

  • Regula Bicarbonato plasmático al resorber el que filtró

  • Modifica excreción de H+ por formación de acidez titulable y amonio (NH4).  (se sintetiza  nuevo bicarbonato).

• a) Regulación del Bicarbonato:

  • Túbulo Proximal  :  Se reabsorbe 85% de carga filtrada. Por acción de la Na-K ATPasa entra K y sale Na desde el LIC de célula túbulo renal.  Esta disminución del Na del LIC hace que entre Na  desde el túbulo intercambiándose por H+ que  sale al túbulo . Este H+ secretado se une al HCO3  filtrado, formando H2CO3 luminal, el cual se transforma en H2O + CO2 por Anhidrasa Carbónica. El H2O y CO2 entran a la célula y son transformados en H+ para secreción y HCO3- que pasa  nuevamente a la sangre.

  • Túbulo Distal:

    • Al interior de la célula y por Anhidrasa Carbónica celular se forma H+ + HCO3

    • Se secreta H+ por medio de la H+-ATPasa.

    • El HCO3 pasa a la sangre intercambiándose por Cl-  (anión cloruro).

    • Por cada H+ secretado entran un HCO3- y un Na+ al líquido intersticial y sangre.

• b) Acidez Titulable y Excreción de amonio urinario:

  • Acidez Titulable: En el “espacio urinario” , H+ puede titularse por medio del amortiguador  principal en la orina que  es el Fosfato Inorgánico, por lo cual se le llama ácido titulable (la acidosis estimula la fosfaturia). Hay tambien otros   amortiguadores (uratos, creatinina, citrato) que  en conjunto acidifican la orina hasta pH = 4-4,5.

  • Amonio Urinario: incrementa la excreción de H+ renal cuando se requiere. En la acidosis metabólica aguda o crónica la excreción de amoníaco aumenta 6-10 veces por 4-5 días.La producción de Amonio se hace desde metabolismo de la Glutamina (ác. glutámico)  en el cual se forman NH3+ más HCO3. Este HCO3 vuelve a la circulación general. Si no se excreta amonio por la orina es devuelto por la circulación sistémica hasta el hígado donde es metabolizado en el Ciclo de la Urea que consume HCO3-.

ACIDOSIS METABOLICA:  

Anion Gap:

• Representa los aniones distintos al bicarbonato más el cloruro necesarios para equilibrar la carga positiva de sodio.

• AG =  Na - (Cl + HCO3)         VN 12 ± 2 mEq/lt.

• Anion Gap aumentado: significa presencia de aniones no medidos como proteínas plasmáticas, fosfatos, sulfatos y aniones orgánicos.

1.- Acidosis con diferencia aniónica normal:  

• Disminuye la carga filtrada de bicarbonato y se conserva el anión cloruro  por   lo cual es acidosis hiperclorémica. 

• Hay contracción del LEC con mayor secreción de aldosterona lo cual causa hipokalemia.

• Pérdida de HCO3 por vías gastrointestinales: diarrea, fístulas o drenajes intestinales, cirugía en NEC,  enterostomías.

• Pérdida renal de bicarbonato: acidosis tubular renal.

• Otras causas: adición de HCl  ( en forma de Cloruro de Amonio, Arginina o Lisina), Hiperalimentación, Acidosis por dilución.

• Acidosis Metabólica Tardía del RN o Lactante:  hay función renal normal pero el CO2 Total permanece en niveles menores de  18 mmHg despues de las 3 semanas de vida, lo cual es transitorio y se debe a menor umbral para resorción de bicarbonato en riñones.

2.- Acidosis metabólica con Anion Gap aumentado:

• Mayor producción de ácido   (distinto al ác. carbónico)

  • Mayor  producción de ács. hidroxibutírico y acetoacético ( Cetoacidosis diabética, Ayuno, intoxicación por  etanol).

  • Mayor producción de Acido Láctico (Hipoxia tisular, Insuficiencia circulatoria, Ejercicio, Enfermedades sistémicas     (Leucemia, diabetes, cirrosis, pancreatitis);  Errores congénitos del metabolismo (carbohidratos, Ciclo de Urea,    Aminoácidos, ácidos orgánicos).

  • Mayor producción ácido no definido:  intoxicación por metanol, salicilatos, antiinflamatorio no esteroidal, aciduria metilmalónica, deficiencia carboxilasa propionil CoA.

  • Mayor producción ác. sulfúrico: administración de metionina.

•  Disminución en excreción de ácido:

  • Insuficiencia renal aguda        

  • Insuficiencia renal crónica.

ACIDOSIS TUBULAR RENAL   : 

• Ocasiona acidosis con Anion Gap normal.

• Acidosis tubular renal (ATR)  tipo I o distal:  incapacidad de excretar carga de ácido metabólico endógeno.

• ATR tipo II o Proximal : Incapacidad de resorber bicarbonato filtrado. Es con pérdida de Potasio.

• ATR tipo IV o Hiperpotasémica.

Estudio:                                   

• Signos Clínicos             

• Cifras bioquímicas

• Evaluación de excreción fraccionada de bicarbonato durante la acidosis

• Evaluación de velocidad de excreción de amonio durante acidosis  (cálculo de carga neta en orina o Anion Gap de orina). En acidosis   metabólica la orina normalmente no tiene bicarbonato y por tanto el Cloruro se transforma en el anión que acompaña al NH4+ en su excreción. La suma neta de aniones y cationes = 0 . (Na urinario + K urinario) - (Cloro en orina) =  carga neta de orina. Si ha habido   aumento de excreción de NH4+ la concentración de Cl- excede a la de Na + K.

• Evaluación  de velocidad de secreción de Hidrogeniones desde porción distal de nefrón en orina alcalina (pH < 7,4): la velocidad de secreción de H+ en túbulo distal  puede conocerse al medir la diferencia de pCO2 orina/sangre en presencia de bicarbonato en orina (la orina se alcaliniza con bicarbonato o acetazolamida la cual inhibe la enzima que interviene en la hidratación del CO2).  el ion H+ secretado en  túbulo distal reacciona con HCO3- luminal è ác. Carbónico.  La deshidratación para llegar a CO2 + H2O es lenta en este segmento por no haber anhidrasa carbónica.  Además la difusión de CO2 desde orina a sangre es lenta por lo cual la medición de pCO2 urinario es reflejo de la secreción de H+  en presencia de HCO3 suficiente, ocasion{andose una diferencia de pCO2 Orina/sangre subnormal (< 20 mmHg).

ATR tipo I :

Retraso de crecimiento  por menor liberación de hormona de crecimiento;  irritabilidad antes de consumir alimentos, saciedad transitoria postalimentación,  emesis y nueva irritabilidad; diarrea o constipación; Hipopotasemia ; incapacidad de acidificar adecuadamente la orina durante acidosis sistémica; menor diferencia pCO2 orina/sangre en respuesta a alcalinización de orina con pH > 7,4 ; nefrocalcinosis debida a hipocitraturia + hipercalciuria;  defecto de concentración urinaria;  reacción rápida a a dministración de alcalinos.

ATR tipo II : 

Retraso de crecimiento; debilidad muscular; pérdida generalizada por túbulos renales (aminoácidos, glucosa, fosfato); acidificación apropiada de orina con acidosis sistémica pero bicarbonaturia excesiva al corregirse la acidosis, requiriéndose grandes dosis de bicarbonato (5-15 mEq/kg/día).

ATR tipo IV :

• Hay Hiperkalemia y capacidad normal de acidificar orina durante acidosis pero menor capacidad de producir amonio.

• Se observa en :

  • Uropatías Obtructivas

  • Puede ser transitorio durante la lactancia.

  • Hipoaldosteronismo Primario    ( mayor actividad de renina plasmática, habría defecto

  • en la secreción del   mineralocorticoide   Aldosterona por la corteza Suprarenal).

  • Hipoaldosteronismo secundario ( menor actividad de renina plasmática).

  • Hipoaldosteronismo funcional :

    • Falta de reactividad tubular a mineralocorticoides .

    • Administración de fármacos  : diuréticos ahorradores de K, antiinflamatorios no esteroidales, B-Bloqueadores, Inhibidores de  enzima convertidora de angiotensina.

  • Sindrome de “desviación de cloruro”:  Asa de Henle resorbe excesivamente cloruro è hipervolemia, hipertensión,   hipoaldosteronismo, ATR tipo IV.

Tratamiento ATR: 

Alcalinos  en cantidad suficiente para corregir la acidosis metabólica :

• Bicarbonato Sodio: puede causar distensión abdominal por producción de CO2 intragástrico.

• Solución de Shohl (citrato de sodio + ácido cítrico)

En ATR tipo IV : 

• Restringir Na       

• Usar Mineralocorticoides suplementarios.  

• Corregir uropatía.

a.- Acidosis con Anion Gap mayor  :

• Mayor producción de ácido              

• Errores innatos del metabolismo.

• Ingestión de ácido                             

• Menor excreción de ácido .

b.- Deficiencia de Insulina: Origina  que se metabolicen los lípidos como sustrato energetico lo cual lleva a Cetoacidosis (Hiperglicemia,   cetonemia, acidosis).

c.- Cetoacidosis: oxidación incompleta de acidos grasos libres è ác. B-Hidroxibutirico más ác. Acetoacético. Esta producción  aumentada de cetoácidos se debe a :

• Mayor lipolisis

• Conversión ácidos grasos libres preferencialmente a cetoácidos en hígado en vez de triglicéridos. Esta conversión preferencial depende de la actividad de acilcarnitinatransferasa  que está en mitocondria de hepatocitos.

d.- Cetoacidosis diabética: Normalmente la Insulina es supresora de la lipolisis y disminuye la acción de la acilcarnitina transferasa  (ACTasa). Otras hormonas catabólicas (glucagon,catecolaminas,cortisol) aumentan la lipólisis y aumentan la ACT asa. Hay acidosis  láctica y por dilución (deshidratación, disminución de perfusión, administración de soluciones con cloruro como Suero Fisiológico)  que disminuyen el Bicarbonato produciéndose acidosis metabólica severa con pH < 7,1 y HCO3 < 5,0.

El tratamiento es Insulina + Reposición de pérdidas líquidos más electrolitos. Es controversial el uso de HCO3  exógeno pues     disminuye el pH del LCR paradojalmente con lo que empeora el nivel de conciencia del paciente. Se usa si pH  7,1.

e.- Acidosis Láctica:

• El metabolismo aeróbico de glucosa y aminoácidos genera Acido Pirúvico.

• El metabolismo anaeróbico de glucosa genera ácido láctico.

• En circunstancias normales el 45% de la glucosa se transforma en ácido láctico amortiguado

• por el HCO3 extracelular. El hígado   transforma 80% de dicho lactato en CO2 + H2O +

• Glucosa.

• La proporción de Lactato/Piruvato es 10:1, equilibrio gobernado por el estado oxidativo del tejido que depende de NAD/NADH   (dinucleótido de nicotinamida y adenina).

• Si aumentan las concentraciones de lactato y piruvato pero no cambia la proporción , no es intensa la acidosis pues el Piruvato pasa a  CO2+ H2O . En la glicólisis anaeróbica cambia el estado oxidativo, disminuye el NAD necesario para reconvertir  el lactato en  piruvato con lo cual se produce acidosis láctica.  Por tanto las medidas correctoras se orientan a llevar Oxígeno a los tejidos.

• Hay acidosis láctica en:

  • Hipoxia      

  • Enfermedad de depósito de glicógeno  tipo 1  

  • Acidemia propiónica

  • Aciduria metilmalónica

f.- Errores congénitos del Metabolismo:  es otra acidosis con Anion Gap mayor.

• Errores metabolismo H de C.                                

• Anomalías del ciclo de la urea

• Anomalías del metabolismo de aminoácidos

• Anomalías del metabolismo de ácidos orgánicos (con C).

Hay anorexia, disminución del incremento ponderal, letargia, emesis, taquipnea y convulsiones.

g.- Intoxicación salicílica:   inicialmente hay alcalosis respiratoria por estimulación del centro respiratorio. En niños hay aumento del consumo de oxígeno y mayor producción de CO2 por desacoplamiento de la fosforilación oxidativa por lo cual se produce aumento del ácido láctico, pirúvico, cetonas, aminoácidos con lo cual se origina acidosis metabólica con anion gap aumentado. Esto se produce especialmente en el menor de 4 años y puede haber coma, alteración del estado psíquico, fiebre y convulsiones. La orina alcalina aumenta la excreción de salicilatos (diuresis alcalina). Si es más grave se requerirá diálisis peritoneal o hemodiálisis.

h.- Antiiinflamatorios no esteroidales:   el ibuprofeno en dosis excesiva causa ac. metabólica con anion gap aumentado.

i.- Ingestión de metanol (alcohol de la madera) o Etilenglicol (anticongelante)  :

• Causan ac. metabólica con anion gap mayor. Hay compromiso del SNC, sistema respiratorio y cardiovascular pudiendo llegar a Insuficiencia renal.

• Diagnóstico: Cálculo de la diferencia osmolal o diferencia entre la Osmolalidad medida y calculada por la fórmula:

• Osmolalidad:  1,86 x Na + Glucosa/18 + BUN/ 2,8 + Etanol/4,6

• Si es mayor de 15-20 mOsm/kg significa ingestión de metanol o etilenglicol.

• Tratamiento: etanol y hemodiálisis.

j.- Insuficiencia renal aguda o crónica:   menor capacidad de excreción de H+. Impide la excreción de suficiente amonio y ácidos titulables  como para que se regenere  bicarbonato. Hay situaciones como fiebre, cirugía, infección, cetoacidosis diabética que causan aumento de la producción de ácido endógeno.

k.- Alcalosis Metabólica : 

• Aumento de concentración de HCO3- con disminución de H+ y aumento de pH :

  • Pérdida neta de H+ desde el LEC.

  • Adición de HCO3- (o de lactato o citrato)

  • Falta de excreción de HCO3- renal. Hay resorción de HCO3- en :

    • Depleción de Cloruros         

    • Depleción de K

    • Exceso de Mineralocorticoides

l.- Estenosis Pilórica: se pierden H+ y Cl- por vómito. El HCO3- queda libre pasa a la sangre y origina alcalosis. Llega mayor NaHCO3 al túbulo distal lo cual causa mayor intercambio de Na y K que origina Hipopotasemia y disminución del LEC que produce hiperaldosteronismo secundario y mayor hipopotasemia.

m.- Emesis:  hay deficiencia de cloruro (< 10 mEq/lt) en orina y ésta es ácida (aciduria paradógica) por mayor reabsorción de HCO3- en túbulo proximal  y mayor secreción de H+ en tubulo distal por combinación de hiperaldosteronismo y filtrado glomerular con deficiencia de cloruro.

En Neonatos hijos de madres adolescentes con bulimia hay alcalosis metabólica.

n.- Cloridorrea congénita:  afecta al colon ocasionando alcalosis y diarrea “congénita”. Hay diarrea con exceso de cloruro sobre Na y K lo cual produce orina con deficiencia de cloruro. El defecto estaría en mecanismos de transporte HCO3/Cl en colon con lo que se pierden grandes cantidades de Cl- y H+ por deposiciones.

O.- Hipoparatiroidismo:  la deficiencia de hormona paratiroidea causa lentificación en resorción de HCO3- en túbulo proximal.

p- Diuréticos:   23% de los prematuros en los que se usó diurético presentan hipocloremia y alcalosis metabólica. Las causas de alcalosis metabólica son :

• Pérdida de Na+, K+, Ca++, Cl- por lo cual el filtrado glomerular muestra deficiencia de cloro para intercambio tubular distal.

• La Kaliuria è Hipokalemia è mayor resorción HCO3 tubular.

• Salida de K  celular facilita penetración de Na y H+ en la célula.

• Las pérdidas de Na y H2O è Contracción volumétrica vascular è disminución de filtración glomerular è   Hiperaldosteronismo è Aumento en resorción o excreción de Na+/K+ e H+ en túbulo distal.

• Diuréticos Tiazídicos: inhiben resorción Na y Cl en túbulo distal

• Diuréticos de Asa Henle: bloquean transportador Cl, Na, y K en Asa de Henle.

q.- Displasia Broncopulmonar en RN:

• Hipercapnia crónica è acidosis respiratoria è mayor pérdida de Cl- por orina pues acompaña al Amonio è retención HCO3- por riñones.

• Uso de Diuréticos:  è Contracción del LEC  è Hiperaldosteronismo è Mayor resorción Na y secreción de H+  è resorción de HCO3-  pues hay menos Cl-.

r.- Fibrosis quística:   pérdida de Na y Cl por piel è  mayor pérdida Na y Cl è Hiponatremia e hipocloremia è Alcalosis.

La Alcalosis Metabólica grave ( pH > 7,55, HCO3 > 40 mEq/lt) con disfunción cardíaca o del SNC debe tratarse con HCl (0,1-0,2 M) en goteo por catéter central a velocidad no mayor 0,2 mEq/kg/hora.

HCl necesario=  0,5 x peso (kg)  x decremento deseado e HCO3 plasmático.

Las alternativas son:

• HCl   0,15 M  por catéter periférico o Clorhidrato de Arginina.

• Inhibidores de la anhidrasa carbónica ===> diuresis intensa en HCO3.