Mapa de ácido-base y mecanismos de compensación

En cada momento, en el interior del organismo humano se producen billones de reacciones bio química Estas reacciones están mediadas por enzimas, y para que estas enzimas funcionen correctamente, el pH de los líquidos corporales debe estar dentro de un intervalo estrechamente regulado.

Este pH depende de la relación entre la concentración de bases, principalmente HCO3-, y de ácidos, principalmente CO2, y se calcula mediante una larga y complicada fórmula conocida como ecuación de Henderson-Hasselbalch, según la cual pH = 6,1 + log concentración de HCO3- / 0,03 presión parcial de CO2.

Centrando la atención en el pH de la sangre arterial puede diseñarse un diagrama, o mapa de ácido-base, con la concentración de HCO3- representada en el eje x y la presión parcial de CO2, o PCO2, en el eje y.

Mediante la ecuación de Henderson-Hasselbalch es posible trazar una línea llamada isohídrica que comienza en el origen. El término isohídrico significa que todos los puntos de la línea comparten la misma concentración, o "isoconcentración" de iones hidrogenados o el mismo pH "hídrico" Por ejemplo, supongamos que la concentración de HCO3- es de 24 mEq/l y la PCO2 es de 40 mmHg.

Según la ecuación de Henderson-Hasselbalch, con los cálculos se obtendría un pH de 7,4. Ahora bien, se tendría el mismo pH de 7,4 si hubiera una concentración de HCO3- de 36 mEq/l y una PCO2 de 60 mmHg, o con una concentración de HCO3- de 12 mEq/l y una PCO2 de 20 mmHg De hecho, es posible trazar otras dos líneas isohídricas, esta vez para un pH de 7,35 y otra para un pH de 7,45.

Un pH fisiológico normal está comprendido entre 7,35 y 7,45, por lo que existen numerosas combinaciones de concentración de HCO3- y PCO2 que producen un resultado entre estas dos líneas que darían lugar a un pH normal.

De hecho, como es tan importante para el organismo mantenerse entre estas líneas, ha diseñado varios mecanismos para mantener la homeostasis o el equilibrio.

En uno de los mecanismos intervienen los pulmones, en concreto, el ritmo y la profundidad de la respiración, que controla la cantidad de CO2 que se exhala.

En otro mecanismo participan los riñones que, lentamente, controlan cuidadosamente la cantidad de HCO3- que se excreta. Con todo, en algunas ocasiones estos procesos de regulación se ven perturbados.

En concreto, si se produce una disminución de la relación entre la concentración de HCO3- y la de PCO2, el pH desciende por debajo de 7,35 y tiene lugar un desplazamiento hacia la parte superior izquierda del mapa de ácido-base, con resultado de acidosis.

Por otro lado, cuando esta relación aumenta, el pH se eleva por encima de 7,45 y se accede a la parte inferior derecha del ácido-base, donde se produce alcalosis.

Según la causa que las provoca, la acidosis y la alcalosis pueden clasificarse como respiratorias o metabólicas. Los trastornos respiratorios del pH surgen a consecuencia de algún problema del sistema respiratorio, y dan lugar a un valor de PCO2 demasiado bajo o excesivamente alto.

Por ejemplo, cuando la respiración es demasiado superficial debido a enfermedades como la neumonía, el CO2 no puede eliminarse eficazmente y se acumula en la sangre.

Así, la PCO2 suele aumentar y el pH disminuye, con lo que se origina una acidosis respiratoria. En el mapa de ácido-base, esta situación podría estar representada por cualquier punto dentro de un área sombreada de valores de pH muy inferiores a 7,35 y de PCO2 por encima de 45 mmHg.

Sin embargo, este es solo un caso agudo, lo que significa que dura un período de tiempo limitado, normalmente unos pocos días.

Esto se debe a que los riñones reconocen que el pH ha disminuido e intentan compensar el desequilibrio reteniendo más HCO3-, que suele aumentar por encima de 26 mEq/l.

Así pues, el pH se acerca lo más posible a la línea normal de 7,35, pero los riñones tardan unos días en hacerlo, en lo que se considera la fase crónica de la enfermedad.

Por otro lado, si una persona respira más deprisa de lo normal, tiene lugar una pérdida excesiva de CO2, por lo que la PCO2 disminuye y el pH aumenta.

En el mapa, esta condición origina un desplazamiento a la zona de alcalosis respiratoria, donde el pH es muy superior a 7,45 y la PCO2 ha descendido por debajo de 35 mmHg.

Una vez más, tiene lugar una fase aguda, aunque, en varios días, se inicia la fase crónica y los riñones comienzan a excretar más HCO3-, que disminuye por debajo de 22 mEq/l, y acerca el pH de nuevo al intervalo normal.

En los trastornos metabólicos del pH, el principal problema reside en la existencia de una anomalía en la concentración de HCO3-.

Por ejemplo, la acidosis metabólica puede darse como resultado de una diarrea o de una enfermedad renal con pérdida importante de HCO3- que hace que la concentración de HCO3- descienda por debajo de 22 mEq/l, con lo que se reduce el pH.

Como compensación, el sistema respiratorio intenta inmediatamente "expulsar" el CO2, es decir, reducir la PCO2 , mediante respiraciones más profundas o más frecuentes.

La compensación comienza a producirse en cuestión de minutos y no de días, y el resultado es que la PCO2 suele descender, por lo que, aunque el pH general disminuya, no lo hace demasiado.

Volviendo al mapa, puede verse una única zona de acidosis metabólica con valores de pH inferiores a 7,35, concentración de HCO3- inferior a 22 mEq/l y PCO2 inferior a 35 mmH Por otra parte, la alcalosis metabólica puede ser el resultado de una incapacidad para excretar el exceso de HCO3- en la orina, lo que conduce a un aumento de la concentración de HCO3-, y también del pH.

De nuevo se produce una compensación respiratoria inmediata, esta vez con una respiración lenta y superficial, que permite que la PCO2 se eleve por encima de los 45 mmHg, y evita que el pH se incremente demasiado.

Así, en el mapa, puede señalarse la zona única de alcalosis metabólica, caracterizada por un pH superior a 7,45, una concentración de HCO3- por encima de 26 mEq/l y una PCO2 superior a 45 mmHg.

En otras palabras, en las anomalías metabólicas no existen fases agudas y crónicas, ya que la compensación respiratoria comienza de inmediato.

Si existe un solo problema respiratorio o metabólico, que se sitúa en alguna de estas regiones sombreadas, el resultado es un simple trastorno de ácido-base.

Sin embargo, a veces puede haber más de una alteración de ácido-base al mismo tiempo. Por ejemplo, puede existir un problema que provoque una acidosis y otro que origine una alcalosis, que se neutralizarían parcialmente.

Como alternativa, sería posible la coexistencia de dos problemas causantes de acidosis o bien de alcalosis, lo que daría lugar a una alteración más importante del pH porque se agravarían mutuamente sin que exista compensación.

Todos ellos se denominan trastornos de ácido-base mixtos y se sitúan entre las zonas sombreadas definidas del mapa. ##Resumen A modo de breve resumen, un mapa de ácido-base muestra la relación entre el pH, la concentración de HCO3- y la PCO2 en la acidosis y la alcalosis respiratoria y metabólica, y el modo en que se ajustan estos valores cuando existe compensación renal o respiratoria.

En pocas palabras, la acidosis respiratoria, en la fase aguda, se caracteriza por una alta PCO2 sin ningún cambio en la concentración de HCO3-, por lo que el pH es muy bajo, mientras que, en la fase crónica, debido a la compensación renal, la concentración de HCO3- también se eleva, con lo que el pH es relativamente más alto, aunque todavía inferior a lo norm Del mismo modo, la alcalosis respiratoria, en la fase aguda, se caracteriza por una PCO2 baja y un pH muy elevado, mientras que, en la fase crónica, debido a la compensación renal, la concentración de HCO3- también es baja, por lo que el pH es relativamente más bajo, pero sigue siendo superior al normal.

Por el contrario, en la acidosis metabólica se obtiene una baja concentración de HCO3- pero una compensación respiratoria instantánea, por lo que la PCO2 también desciende, y como resultado el pH es bajo pero no tanto como lo sería sin compensación, mientras que en la alcalosis metabólica se tiene una alta concentración de HCO3- con un aumento compensatorio instantáneo de la PCO2, lo que lleva a un pH alto, pero no tanto como sin compensaci