viernes, 20 de febrero de 2009


ACIDOSIS-ALCALOSIS

Tienen que ver con los desequilibrios en la regulación de los hidrogeniones producidos por mecanismos que no son respiratorios. Otra forma de definirlos es a través de mecanismos que alteran el tamponamiento de hidrogeniones que se producen en el organismo como metabolismo endógeno, que generan entre 50 y 100 mEq de ácidos fijos, o sea de ácidos que no se pueden eliminar por la respiración, porque en nuestra generación de ácidos nosotros producimos CO2, que es un ácido volátil que lo puede eliminar el pulmón y estos otros que son ácidos fijos que provienen especialmente del metabolismo de las proteínas (también de los hidratos de carbono y lípidos, pero prioritariamente de las proteínas).
Los ácidos fijos son ácidos como el sulfúrico, nítrico, clorhídrico, o bien sulfatos, fosfatos como el de sodio con uno o dos hidrogeniones; son ácidos que necesariamente el organismo tienen que tamponar por sales, por que nuestro organismo no resiste las fluctuaciones de pH fuera de cierto rango.
Es el túbulo renal, el principal órgano donde se produce bicarbonato (HCO3-) en nuestra economía, además de reabsorber el HCO3- filtrado en el glomérulo y finalmente es el HCO3- el tampón ideal para neutralizar esa carga de ácidos fijos.
Entonces vamos a hablar primero de acidosis metabólica: el patrón típico del estudio de gases arteriales de una persona con acidosis metabólica pura es:
- un pH ácido como 7,20
- una concentración de HCO3- plasmática disminuida (Normal = 24 mEq) por ejemplo 16 mEq.
- una presión parcial de CO2, pCO2 baja por que está compensando respiratoriamente esta acidosis.
Cuando se producen los 50 a 100 mEq de hidrogeniones funcionan los siguientes mecanismos de tamponamiento:
a) 1º mecanismo que funciona es el tampón extracelular de HCO3-.
b) 2º mecanismo tamponante, el líquido intracelular que participa intercambiando hidrógeno por potasio a través de las membranas (saca potasio mientras entra hidrógeno) y con eso tiende a mejorar la concentración de hidrógeno, pero la concentración de potasio se hace peligrosa [hiperkalemia].
c) Un 3º mecanismo de compensación es el hueso, pero este es un mecanismo de compensación muy lento que no tiene que ver con las acidosis metabólicas agudas sino con las crónicas (meses o años con sobrecarga de hidrogeniones y déficit de HCO3-).
d) Podemos mencionar a la compensación respiratoria que produce rápidamente la baja en la pCO2.
e) La última compensación y la más definitiva es la que producen los riñones utilizando los 3 mecanismos que neutralizan la sobrecarga ácida plasmática: aumentando la producción de HCO3- en la célula tubular (que posee la enzima anhidrasa carbónica) puesto que cada vez que produce un HCO3- y lo libera a la sangre, está eliminando un hidrógeno al lumen por un carrier.
Los mecanismos que tiene el riñón para llevarse estos hidrogeniones a la orina: la acidez titulable, que es la capacidad que tiene el riñón de transformar el Na2HPO4 en NaH2PO4, esto significa que intercambiamos un Na+ por un hidrogenión, la otra es la excreción de amonio; el amoníaco, NH3, es un gas que difunde al lumen captura un hidrogenión y se transforma en amonio, NH4+, que forma sales y entonces le es imposible retrodifundir.
La compensación respiratoria: la pCO2 disminuye en condiciones fisiológicas en 1,2 mm de Hg por cada mEq de HCO3- menos que hay en la sangre.
Ej.: Baja 12 mm de Hg de pCO2 si ocurrió un descenso de 10 mEq de HCO3-.
Pero es posible que baje la pCO2 baje más que esto cuando el paciente tiene otros motivos para hiperventilar y baja menos cuando el pulmón o sistema respiratorio no este apto para bajar este 1,2 mm de Hg.
De estas simples cifras se puede deducir cuando hay un trastorno puro de cuando hay un trastorno mixto: Va a haber un trastorno mixto si se aparta del descenso fisiológico de 1,2 mm de Hg de pCO2 por la caída de 1 mEq de HCO3-.
Ahora bien, como se traducen todas estas alteraciones en la clínica humana, en los pacientes:
Se han dividido a las acidosis metabólicas en dos grupos por razones prácticas y para realizar un Diagnóstico fácil según su ANION GAP normal o bien con un ANION GAP aumentado. Si recuerdan en cálculo del anion GAP, corresponden a los aniones que no se determinan en el laboratorio, pues se realizan con técnicas muy caras, por tanto se estima con el valor del sodio plasmático menos la suma del cloro y bicarbonato plasmáticos. Un anion GAP normal está entre 5-11 mEq/l.
[ANION GAP = Na+ - (Cl- + HCO3-)].
Producen acidosis metabólica con anión GAP normal cuando se pierde HCO3- junto con Na+ (la ecuación así queda equilibrada):
- Diarreas profusas, como la del cólera.
- Acidosis tubulares renales: corresponde a enfermedades del túbulo renal asociada a nefritis intersticiales o enfermedades congénitas, como el Sd. de Fanconi, en las que se está impedida la capacidad de reabsorber el HCO3- y así tampoco se reabsorbe Na+. Por lo general la orina de estos pacientes es alcalina.
El Sd. de Fanconi posee alteración en la reabsorción tubular que se manifiesta en bicarbonaturia, glucosuria, fosfaturia y aminoaciduria.
- Hipoaldosteronismo, pues la aldosterona promueve el intercambio de Na+ por K+ e H+, y en su déficit termina produciéndose pérdida de HCO3- por el túbulo.
Producen acidosis metabólicas con el anión GAP aumentado, son todas aquellas en que se generan aniones que no se determinan en el laboratorio y permite que se pierda HCO3- sin perder la concentración de Na+ plasmático.
- Insuficiencia renal aguda o crónica, en la que se generan ácidos que no se determinan en el laboratorio, como fosfatos y sulfatos.
- Acidosis láctica de variadas causas (IAM, shock, pancreatitis agudas, etc.)
- Cetoacidosis diabética.
- Ingestión de metanol, etanol y/o formaldehído, por sus cargas ácidas. Ingestión de ácido acetil salicílico en niños.
- Rabdomiolísis: enfermedades que producen destrucción aguda del tejido muscular que causan aumento de las mioglobinas.
La insuficiencia renal produce entonces acidosis eventualmente por 2 circunstancias:
a) Retención de fosfatos y sulfatos por problemas del filtro glomerular, que producen acidosis metabólica con anión GAP aumentado.
b) La enfermedad renal con o sin insuficiencia puede producirla por el mecanismo de la acidosis tubular renal.
Respecto al tema de la acidosis tubular renal: [vuelta de la cassette]
- Descripción tipo 4 por disminución de la sensibilidad del túbulo a la aldosterona [Chano grabó que no hay 3]
En realidad habría sido más fácil estudiar medicina si la enfermedad no hubiera sido tan imaginativa para crear tantas variantes en los hechos biológicos, pues a medida que más se estudia se van revelando como más complejos y eso hace que nosotros no queremos que aprendan el 100% de las patologías, apenas aprenden el 10% y es demasiado [sincero el docente]. En resumen más vale tener criterio, que saber cosas.
- La acidosis tubular renal tipo 1 llamada distal se caracteriza por una disminución en la secreción de H+ en el túbulo colector (allí se localiza la falla de esta acidosis), al disminuir la excreción de NH4Cl principalmente aunque también disminuye la acidez titulable. Estas personas poseen el K+ plasmático normal o bien aumentado, porque es el mismo sitio donde se produce la secreción de H+.
Ejemplos de enfermedades que causan esta acidosis:
- LES, artritis reumatoidea, Sd. de Sjögren, hepatitis B crónica, cirrosis biliar 1ª y tiroiditis de Hashimoto, en resumen enfermedades autoinmunes.
- Reacción adversa al carbonato de Litio, usado en enfermedad bipolar; la anfotericina B, el abuso de analgésicos no esteroidales;
- Enfermedades hematológicas como el mieloma múltiple, la enfermedad de cadenas livianas.
- Enfermedades hereditarias como el Sd. de Ehrlen-Danlos, Sd. de Marfan.
- La acidosis tubular renal tipo 2, llamada proximal pues lo que se altera la capacidad de reabsorber el HCO3- y producir H+ de la célula del túbulo proximal.
El ejemplo característico es el Sd. de Fanconi, pero lo pueden producir también el mieloma múltiple, el uso de acetazolamida [inhibidor de la anhidrasa carbónica], amiloidosis y Sd. de Sjögren.
TRATAMIENTO: Tengan cualquier anión GAP se tratan con el tampón fisiológico que es el bicarbonato.
ALCALOSIS METABÓLICA:
El patrón típico del estudio de gases arteriales de una persona con alcalosis metabólica pura es:
- un pH alto supongamos 7,49
- una concentración de HCO3- plasmática aumentada (Normal = 24 mEq/lt) por ejemplo 30 mEq.
- una presión parcial de CO2, pCO2 alta por que está compensando respiratoriamente esta alcalosis.
Un fisiólogo renal hace muchos años demostró que si uno infunde HCO3- y uno posee una función renal normal la concentración de HCO3- no va a subir sobre los 27-28 mEq/lt y se va a "estacionar" ahí pues el riñón es capaz de excretar todo el exceso de bicarbonato que uno imponga (con una relación de retardo temporal por supuesto), por tanto es casi imposible provocar una alcalosis metabólica inyectando HCO3- a una persona que tenga sus riñones normales y viceversa, es relativamente fácil en una persona que posea insuficiencia renal, pues no poseen esta capacidad.
Entonces cómo es posible que suba el HCO3- si el riñón es tan competente a las alzas de concentración plasmática de HCO3-:
- Vómitos prolongados y la absorción del contenido gástrico, pues se retiran directamente los hidrogeniones y también por contracción de volúmenes
- Insuficiencia renal, tanto funcional por hipovolemia como orgánica.
- Uso de diuréticos, porque en la diuresis provocada se produce una contracción de volumen extracelular que causa un aumento de la concentración relativa de todo el LEC (hematocrito y HCO3-) que estimula la producción de aldosterona que retiene Na+ y en cierto grado de HCO3- en el túbulo distal. En inglés le dicen "Contraction alcalosis"
- Hiperaldosteronismo, por los mismos motivos anteriores; tanto primarios como secundarios como la IC, la cirrosis hepática y el Sd. nefrótico.
- Hipokalemia per se produce alcalosis metabólica.
- El período de recuperación de un estado de hipercapnia, pues como tenemos un aumento en la pCO2 tiende a aumentar la producción de HCO3- y al corregir el defecto inicial, el ajuste renal tarda más tiempo.

ECUACIÓN HENDERSON-HASSELBALCH


El pH de una mezcla amortiguadora se puede conocer mediante la ecuación de Henderson-Hasselbalch.
que es la fórmula conocida como la ecuación de Henderson-Hasselbalch.


Teniendo en cuenta que el ácido acético es muy débil y, por tanto, el equilibrio de disociación está casi totalmente desplazado hacia la izquierda (desplazamiento favorecido por la presencia de cantidades notables de acetato) podremos sustituir en la ecuación de Henderson-Hasselbalch, sin introducir errores, la concentración de acético libre por la de acético total ([AcH]=[ácido]).
Análogamente, como el acetato sódico está completamente disociado podemos considerar que la concentración del ión acetato coincide con la concentración de sal ([Ac-]=[sal]).
Con estas modificaciones podemos expresar la ecuación de Henderson-Hasselbalch de una forma válida para todos los amortiguadores (no sólo para el acético/acetato)



ACIDO-BASE

Los ácidos y las bases son sustancias que el hombre conoce y utiliza desde muy antiguo. En el siglo XVIII se sabía que los ácidos tenían sabor agrio en disolución acuosa, que enrojecían el papel de tornasol y que reaccionaban con los metales. En cuanto a las bases, se conocía su sabor a lejía, su capacidad de volver azulado el papel de tornasol enrojecido por los ácidos y su poder neutralizante para con los ácidos. Las sustancias de carácter ácido reaccionan con las de carácter básico, denominándose a estas reacciones ácido-base.
Conceptos de ácido y base
Al introducir una barra de cinc en una disolución acuosa de cloruro de hidrógeno, tiene lugar la siguiente reacción química:
2 HCl + Zn ® ZnCl2 + H2
Existe un grupo de compuestos que, al reaccionar con el cinc, producen hidrógeno. A estos compuestos se les denomina ácidos.
Hay gran número de sustancias que tienen no sólo esta propiedad común de desprender hidrógeno al reaccionar con el cinc, sino otras muchas propiedades comunes, como el sabor (todas ellas tienen sabor parecido al vinagre, aunque más fuerte) y la de enrojecer el papel de tornasol.Otros compuestos, por el contrario, tienen sabor a lejía y azulean el papel de tornasol. A éstos se les denomina bases. Un ejemplo de bases, son las sustancias conocidas genéricamente como hidróxidos.
Teoría de Arrhenius de los ácidos y las bases
Según la teoría de Arrhenius (1859-1927), un ácido es una sustancia que en disolución acuosa disocia iones H+:
HA ® A- + H+
El cloruro de hidrógeno y el ácido nítrico presentan esta propiedad:
HCl ® Cl- + H+y HNO3 ® NO3 - + H+
Para Arrhenius, las bases son compuestos que al disolverse en agua dan lugar a iones hidróxido (OH-):
BOH ® B+ + OH-
Son ejemplos de bases:
NaOH ® Na+ + OH-y Ca(OH)2 ® Ca2+ + 2 OH-Los ácidos y las bases conducen la corriente eléctrica. Se ha comprobado experimentalmente que el agua pura (que no es buena conductora de la electricidad) conduce la corriente eléctrica cuando se disuelve en ella un ácido o una base.
Teoría de Brönsted-Lowry
Según Brönsted (1879-1947) y Lowry (1874-1936), el carácter ácido de las sustancias no se debe exclusivamente a que en disolución acuosa se disocien originando protones (H+), sino a su facilidad para ceder protones a otras.
Así, llaman ácidos a las sustancias que ceden protones y bases a las sustancias que aceptan protones.
De esta forma, el carácter ácido de una disolución de ácido clorhídrico se debe a que éste cede protones al agua de acuerdo a la reacción
HCl + H2O ® Cl- + H3O+
de manera que la sustancia que cede protones es el ácido (HCl) y la que los acepta, la base (H2O). Al ion H3O+ se le denomina ion hidroxonio o ion hidronio.
Se sabe que el ion hidrógeno (H+) nunca se encuentra libre como tal, según se desprende de la teoría de Arrhenius que, para la disociación del mismo ácido, da la reacción:
HCl ® Cl- + H+
Sin embargo, esta ecuación puede considerarse como una forma simplificada de la siguiente:
HCl + H2O ® Cl- + H3O+
por lo que ambas ecuaciones suelen utilizarse indistintamente.Con esta teoría se explican las reacciones entre los ácidos y las bases, pues es evidente que ningún ácido podría ceder protones si no hubiese otras sustancias diferentes, las básicas, que los aceptasen.
Teoría de Lewis
Lewis (1875-1946) define un ácido como una sustancia que puede aceptar o compartir un par de electrones para formar un enlace covalente coordinado. Una base es la sustancia que puede ceder o compartir un par de electrones para formar un enlace covalente coordinado.
Así, Lewis explica por qué algunas sustancias que no contienen hidrógeno, como el CO2 y el SO3, que no pueden ceder protones al disociarse, presentan ciertas características de los ácidos.Normalmente, las teorías científicas que van apareciendo a lo largo del tiempo no invalidan las que existían anteriormente, sino que las perfeccionan. En el caso de los ácidos, mientras que la teoría de Brönsted generaliza el concepto de base de Arrhenius, sin contradecir la de éste, la teoría de Lewis generaliza, además, el concepto de ácido, ya que señala que no es el protón el único ente capaz de aceptar un par de electrones.

pH

El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones o cationes hidrógeno [H+] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químico danés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:
Algunos valores comunes del pH
Sustancia/Disolución
pH
Disolución de
HCl 1 M
0,0
Jugo gástrico
1,5
Jugo de
limón
2,4
Refresco de
cola
2,5
Vinagre
2,9
Jugo de
naranja o manzana
3,0
Cerveza
4,5
Café
5,0

5,5
Lluvia ácida
<>
Saliva (pacientes con cáncer)
4,5 a 5,7
Orina
5,5-6,5
Leche
6,5
Agua pura
7,0
Saliva humana
6,5 a 7,4
Sangre
7,35 a 7,45
Agua de mar
8,0
Jabón de manos
9,0 a 10,0
Amoníaco
11,5
Hipoclorito de sodio
12,5
Hidróxido sódico
13,5 a 14
Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno.
Por ejemplo, una concentración de [H+] = 1 × 10–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = –log[10–7] = 7
El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo
ácidas las disoluciones con pH menores a 7, y básicas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (donde el disolvente es agua).
Se considera que p es un
operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p = –log[...] , también se define el pOH, que mide la concentración de iones OH-.
Puesto que el agua está disociada en una pequeña extensión en iones OH– y H+, tenemos que:
Kw = [H+][OH–]=10–14 en donde [H+] es la concentración de
iones de hidrógeno, [OH-] la de iones hidróxido, y Kw es una constante conocida como producto iónico del agua.
Por lo tanto,
log Kw = log [H+] + log [OH–]
–14 = log [H+] + log [OH–]
14 = –log [H+] – log [OH–]
pH + pOH = 14
Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH.
En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje.


PROPIEDADES DEL AGUA


Agua, sustancia líquida formada por la combinación de dos volúmenes de hidrógeno y un volumen de oxígeno, que constituye el componente más abundante en la superficie terrestre.
Hasta el siglo XVIII se creyó que el agua era un elemento, fue el químico ingles Cavendish quien sintetizó agua a partir de una combustión de aire e hidrógeno. Sin embargo los resultados de este experimento no fueron interpretados hasta años más tarde, cuando Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto formado por oxígeno y por hidrógeno, siendo su formula H2O.
ESTADO NATURAL El agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias en los tres estados de la materia: sólido, líquido y gas.
SÓLIDO
LÍQUIDO
GAS
Polos Glaciares Hielo en las superficies de agua en invierno Nieve Granizo Escarcha
Lluvia Rocío Lagos Ríos Mares Océanos
Niebla Nubes
PROPIEDADES:
1. FÍSICAS
El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, es decir aumenta de volumen, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello el
hielo flota en el agua líquida. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC,que es de 1g/cc. Su capacidad calorífica es superior a la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima (las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre). Sus calores latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g, respectivamente) son también excepcionalmente elevados.
2. QUÍMICAS El agua es el compuesto químico más familiar para nosotros, el más abundante y el de mayor significación para nuestra vida. Su excepcional importancia, desde el punto de vista químico, reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto es en disolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal, puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella.
No posee propiedades ácidas ni básicas, combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas.
Características de la molécula de agua:
La molécula de agua libre y aislada, formada por un átomo de Oxigeno unido a otros dos átomos de Hidrogeno es triangular. El ángulo de los dos enlaces (H-O-H) es de 104,5º y la distancia de enlace O-H es de 0,96 A. Puede considerarse que el enlace en la molécula es covalente, con una cierta participación del enlace iónico debido a la diferencia de electronegatividad entre los átomos que la forman.
La atracción entre las moléculas de agua tiene la fuerza suficiente para producir un agrupamiento de moléculas. La fuerza de atracción entre el hidrógeno de una molécula con el oxígeno de otra es de tal magnitud que se puede incluir en los denominados enlaces de PUENTE DE HIDRÓGENO. Estos enlaces son los que dan lugar al aumento de volumen del agua sólida y a las estructuras hexagonales de que se habló más arriba.