Homeostasis Del Equilibrio Ácido-Base

Homeostasis del equilibrio ácido-básico
La concentración de protones ([H+]) es fundamental para el funcionamiento de todos los sistemas enzimáticos tanto intra como extracelulares, porque H+ se une con avidez a las proteínas, aumentando su carga positiva y cambiando su estructura terciaria. Por ello, la [H+] debe mantenerse constante dentro de unos márgenes muy estrechos, en torno a 40 nmoles/len el líquido extracelular y 100 nmoles/l, en el intracelular. En esta sección se revisan los mecanismos por los que estos 3.000 nmoles totales de H+ libres se mantienen constantes en presencia de un recambio de más de 70.000.000 nmoles/día.
Generación de ácido: Ácidos fijos y volátiles (Tabla 2.4.1)
Clásicamente se considera la combustión de glucosa, ácidos grasos y aminoácidos neutros como lamayor fuente endógena de producción de "ácido volátil". En el caso de la glucosa:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + H2O → 6H2CO3 → 6HCO3- + 6H+
Dado que 1 mol de glucosa genera en presencia de oxígeno 6 moles de ácido carbónico, la ingesta habitual de 1215 moles/día genera entre 72 y 90 moles/día, es decir, cerca de 3.500 nmoles/hora. La hemoglobina de los hematíes se encarga de tamponar y vehiculizar estaproducción hacia el alvéolo pulmonar, donde el ácido carbónico es eliminado como CO2 y H2O (Fig. 2.4.1), de ahí que se denomine clásicamente "ácido volátil" al generado en este proceso. En la medida en que la "volatilización" iguala a la formación de H+, la génesis de ácido volátil no supone una sobrecarga para el equilibrio ácido-base.
Por el contrario, se habla de "ácido fijo" en aquelloscasos en los que la eliminación pulmonar no existe. Proceden tanto del metabolismo de aminoácidos catiónicos (lisina, histidina, arginina) o neutros (sulfoderivados: metionina, cisteína), como del metabolismo incompleto de carbohidratos (ácido láctico), grasas (cuerpos cetónicos) u otros metabolitos (ácido fórmico desde metanol, acético desde etanol, oxálico desde etilenglicol) (Tabla 2.4.1). En todoslos casos, la velocidad de formación del ácido es mayor que la velocidad de desaparición, y suponen un acúmulo temporal de H+.
La producción diaria neta de ácido fijo (Tabla 2.4.2) debe tener en cuenta el acúmulo temporal de bases que se derivan del metabolismo de aminoácidos aniónicos (glutamato, aspartato) y de la desaparición de otros aniones. La producción neta diaria de ácido fijo en unadieta mediterránea normal es de 50.000.000 a 70.000.000 nmoles H+ /día (50-70 mmoles/día de H+).
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Tabla 2.4.1. Producción de ácido
* Ácidos volátiles: Se eliminan por el pulmón a medida que se producen. * No determinan acúmulo de H+ siempre que el pulmón funcione. * Ácidos no volátiles: * Aniones metabolizables: Lactato, fosfato,β-OH-butirato, cetoacetato: sólo producen acúmulo de H+ si la velocidad de producción supera la de desaparición. * Aniones inusuales, metabolizables: Generalmente, productos intestinales del metabolismo bacteriano: D-lactato, butirato, acetato, propionato. Sólo producen acúmulo de H+ si su producción aumenta bruscamente o si su degradación, habitualmente renal o hepática, disminuye.* Aniones no metabolizables: Sulfato procedente de cistina y metionina, formato, hipurato u oxalato procedentes del metabolismo del metanol, tolueno o etilenglicol. Siempre se acumulan y deben ser eliminados. El sulfato procedente de las proteínas representa 20-40 mmoles/día en una dieta estándar. * Desaparición de cationes: Metabolismo de lisina, arginina, histidina. La transformaciónde cationes en productos neutros (CO2, glucosa) genera H+ que deben neutralizarse. |
Papel del riñón en el equilibrio ácido-base
Las cuatro funciones del riñón en el equilibrio ácidobásico son:
1. Reabsorción del bicarbonato filtrado: Los riñones filtran al día unos 4.300 mEq de HCO3-, que deben ser recuperados a lo largo de la nefrona.
2. Regeneración del bicarbonato consumido durante...