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8/18/2019 1 Bioelementos Agua y PH (1)
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BIOELEMENTOS, AGUA Y AMORTIGUADORES
FISIOLÓGICOS
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Cobalto (Co)
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La molécula de agua
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Puentes de hidrógeno
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AGUA: MOLÉCULA ANFÓTERA
Ionización del Agua
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ÁCIDOS: compuestos que al disolverse en
agua y ionizarse, resultan en iones H
y en otro
compuesto. Incrementan la cantidad de H
BASES: compuestos que al disolverse en agua
se ionizan en el ión OH
-
y en otro compuesto.
Incrementan la cantidad de OH
-
Sustancia neutra: Concentración de H
es
igual a concentración de OH
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La escala de pH es una medida del
número de iones H
en una
solución.
Bajo pH = muchos H
Muchos OH
-
= alto pH
pH + pOH = 14
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pH de varias sustancias
Bicarbonato sódico
Lago Ontario
Orina humanaSaliva, pH 5,7-7,1
ALCALINO
ÁCIDO
Lechada de magnesia
Amoniaco
Lejía
Agua de mar
Sangre humana
Zumo de tomate
Zumo de limón
Manzanas
pH medio del agua de lluviaToronto, febrero 1979
Leche
Agua de lluvia teóricamente “pura”, pH 5,6
pH NEUTRO
pH letal para la mayoría de los peces, pH 4,5-5,0
Vinagre
La lluvia más ácida registrada en USA
Ácido de una batería
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FUERZA DE ÁCIDOS Y BASES
FUERZALa facilidad de un ácido para ceder un protóny la de una base para aceptarlo
Cuando un ácido o una base se disuelve en agua se disocia o se ioniza:
TOTALMENTE: ácidos o bases FUERTES
PARCIALMENTE: ácidos o bases DÉBILES
Ácidofuerte
Ácidodébil
Basefuerte
Basedébil
Se ioniza totalmente
Se ioniza parcialmente
Se ioniza parcialmente
Ejemplos:
HCl, HClO4, HNO3, H2SO4
NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2
CH3COOH, H2CO3, HCN, HF
NH3,C6H5NH2, CH3NH3Cl
Se ioniza totalmente
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Amortiguación
Principios de amortiguación
- Amortiguador de pH es una mezcla de un ácido
débil con su base conjugada (o viceversa).- Una solución amortiguada resiste cambios de
pH.
- Los líquidos del cuerpo contienen granvariedad de amortiguadores que representanuna primera defensa importante contra loscambios de pH.
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Amortiguación
Ecuación de Henderson-Hasselbalch
- Se emplea para calcular el pH de una
solución.pH = pK + log [A-] / [HA]
Donde:
[A-
] = forma base del amortiguador (meq/L)[HA] = forma ácida del amortiguador (meq/L)
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Buffer Carbonato:
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Amortiguadores del LEC
Amortiguador HCO3-/CO2 (H2CO3)• Se utiliza como la primera línea de defensa
cuando el cuerpo pierde o gana H
+
.• Características:a) la concentración de la forma HCO3- es alta(24 meq/L).
b) el pK es 6.1.c) el CO2 es volátil y se puede espirar por lospulmones.
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• Los fosfatos orgánicos del LIC incluyen ATP, ADP, AMP, glucosa-1-fosfato y 2,3-
difosfoglicerato (pK = 6.0 a 7.5).• Las proteínas intracelulares sirven como
amortiguadores por su abundante contenidode grupos –COOH/COO- o –NH3/NH2.
• El amortiguador intracelular más significativoes la hemoglobina (pK de la oxihemoglobina= 6.7 y de la desoxihemoglobina 7.9).
Amortiguadores del LIC
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VARIABLE DENOMINACIÓN VALOR
M. Arterial M. Venosa
Potencial deHidrógeno
pH 7.35-7.45 7.32-7.38
Presión PaO2 80-100
mmHg
PO2 40
mmHgPresión parcial dedióxido decarbono
PaCO2 35-45mmHg
PCO2 42-50mmHg
Iones bicarbonato HCO3- 22-26 meq/L 23-27 meq/L
Saturación deoxígeno
95-100% 75%
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El cuerpo humano produce continuamentesustancias ácidas volátiles y no volátiles.
NO VOLÁTILES• Met y Cis: Ác. Sulfúrico• Combustión incompleta de Ác.
Grasos: Ác. Orgánicos• Combustión incompleta de CH:
Ácidos orgánicos• Metabolismo de las
nucleoproteínas: Ác. Úrico• Metabolismo de fosfato y P
orgánico: H+ y P inorgánico• Ác. De los alimentos: Citrato
VOLÁTILES• CO2 en la
respiración celular
ACIDOSIS ES MÁSFRECUENTE QUE LA
ALCALOSIS
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ACIDOSIS METABÓLICA
*Aumento [H+] provenientes de ácidos. Disminución de latasa de bicarbonatos.HCO3- / H2CO3 = pH < 7.35.
*Compensación respiratoria = hiperventilación*Según, la eficacia de este mecanismo de compensaciónhay o no descenso del pH.
*pH < 7.35.*HCO3- < 22 mEq/l.*PaCO2 < 35 mmHg (si hay compensación).
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ACIDOSIS METABÓLICA
Causas
1. Producción excesiva de ácidos por el organismo: Acidosisdiabética: acúmulo de ácidos cetónicos
Acidosis láctica: acúmulo de ácido láctico en el curso deanoxias tisulares.
2. Insuficiencia eliminación de iones hidrógeno: Insuficienciarenal aguda. Nefropatías crónicas (trastorno en la eliminaciónde H+)3. Eliminación excesiva de bicarbonatos: Pérdida digestiva enel caso de diarreas abundantes, fístulas biliares, intestinales.4. Producción excesiva de ácidos orgánicos por enfermedadeshepáticas, alteraciones endocrinas, shock o intoxicación porfármacos.
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ACIDOSIS METABÓLICA
Signos y síntomas. Respiración rápida y profunda, aliento con olora frutas, cansancio, cefalea, abotargamiento,nauseas, vómitos y coma en su más graveexpresión.
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ALCALOSIS METABÓLICA
*Disminución de [H+] en LEC. Aumento de la[bicarbonatos], (lo que la hace metabólica). HCO3- /H2CO3 = pH > 7.45
*Compensación ventilatoria = hipoventilación conhipercapnia
*pH > 7.45.*HCO3- > 26 mEq/l.*PaCO2 > 45 mmHg (si hay compensación).
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ALCALOSIS METABÓLICA
*Causas 1. Pérdidas de H+2. Vómitos, aspiraciones gástricas.3. Pérdida de potasio por aumento de la excreción renal(administración de diuréticos).4. Ingestión excesiva de bases.
*Signos y síntomas.
Respiración lenta y superficial, Hipertonía muscular,inquietud, fasciculaciones, confusión, irritabilidad, encasos graves, coma.
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ACIDOSIS RESPIRATORIA
Aumenta [H+] LEC por retención de CO2. Hipercapnia HCO3-/H2CO3 = pH 26 mEq/l (si hay compensación).PaCO2 > 45 mmHg.
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ACIDOSIS RESPIRATORIA
Causas: 1. Depresión del SNC por fármacos, lesión o enfermedad.2. Asfixia.3. Hipoventilación por enfermedad pulmonar, cardiaca,músculo esquelética o neuromuscular.
Signos y síntomas.Diaforesis, cefaleas, taquicardia, confusión, intranquilidad y
nerviosismo.
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ALCALOSIS RESPIRATORIA
*Desciende [H+] por eliminación, descenso de CO2 (hipocapnia) por hiperventilación (denominada respiratoria).HCO3- / H2CO3 = pH > 7.45.
*Compensación = el riñón elimina bases, excretando unaorina alcalina (alcalosis respiratoria compensada).
*pH > 7.45.
*HCO3-< 22 mEq/l (si hay compensación).*PaCO2 < 35 mmHg.
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ALCALOSIS RESPIRATORIA
Causas 1. Hiperventilación alveolar: De origen central, porestimulación de los centros respiratorios en la intoxicacióncon ácido salicílico. Secundaria a una hipoxia.2. En el curso de una respiración asistida.3. Hiperventilación por dolor, ansiedad.4. Infección por bacterias Gram negativas.
Signos y síntomas.Respiraciones rápidas, parestesias, ansiedad yfasciculaciones.
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ALTERACIÓNÁCIDO-BASE
ESTADO COMPENSACIÓNFISIOLÓGICA
AcidosisMetabólica PaCO
2
= Normal HCO3- = DisminuidopH = Disminuido
Los pulmoneseliminan CO2 (losriñones conservanHCO3
- )
Alcalosis
Metabólica
PaCO2 = Normal HCO
3
-
= Aumentado
pH = Aumentado
Los pulmones bajanla ventilación, (losriñones conservanprotones paraexcretar HCO3
- )
Acidosis
Respiratoria
PaCO2 = Aumentada HCO
3
-
= Normal
pH = Disminuido
Los riñones eliminanH+ y retienen HCO
3
-
Alcalosisrespiratoria
PaCO2 = Disminuida HCO3
- = Normal
pH = Aumentado
Los riñones excretanHCO3
- y conservan H
+
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ALCALOSIS RESPIRATORIA Y ALCALOSISMETABÓLICA: Enfermos en estado crítico debido ahiperventilación, en combinación con succión nasogástrica,transfusiones múltiples e hipovolemia.
ACIDOSIS RESPIRATORIA Y ALCALOSIS METABÓLICA:La respuesta compensatoria es excesiva y rebasa losvalores esperados.
ACIDOSIS METABÓLICA MIXTA: Dos o más causasdiferentes de acidosis metabólica. Diarrea intensa, conpérdida de bicarbonato hipovolemia, causando acidosisláctica. La insuficiencia renal crónica en fases iniciales acidosis metabólica.
DESEQUILIBRIOS MIXTOS
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ACIDOSIS METABÓLICA Y ACIDOSIS RESPIRATORIA:Hipoventilación intensa + hipoxia acidosis respiratoria y láctica:*Paro cardiorespiratorio, edema pulmonar, enfermedad obstructivacrónica, entre otros.
ACIDOSIS METABÓLICA Y ALCALOSIS METABÓLICA: El vómitoasociado con diarrea, cetoacidosis e insuficiencia renal acidosiscon alcalosis metabólica. Puede pasar desapercibido porque el pH esnormal.
ACIDOSIS METABÓLICA Y ALCALOSIS RESPIRATORIA:Compensación respiratoria de la acidosis metabólica es excesiva.
DESEQUILIBRIOS MIXTOS