PR CTICA 1

PRÁCTICA 1: Regulación del equilibrio ácido-base después del ejercicio muscular intenso y de la ingestión de bicarbonato de sodio

1 objetivo: Constatar las actividades reguladoras del pulmón y el riñón para mantener el equilibrio ácido-base en condiciones que tienden a romperlo. Parte 1) Mediante la determinación del pH observará la variación de la concentración de hidrogeniones en la orina deun individuo que ha realizado ejercicio muscular intenso. Parte 2) Mediante la medición del pH, observar la variación de la concentración de hidrogeniones en la orina de un individuo que ha ingerido una carga de bicarbonato de sodio.

2 FUNDAMENTO: Los mecanismos de regulación involucrados en la homeostasis del pH en los fluidos extracelulares desempeñan un papel crucial para la supervivencia delindividuo. En este sentido cabe señalar que, como resultado de la oxidación de los alimentos, un humano adulto promedio produce alrededor de 20 moles de CO2 al día, Al difundir a la sangre, gran parte de dicho gas se combina con al agua en el interior de los eritrocitos, produciendo ácido carbónico (H2CO3), reacción que es seguida por la disociación del H2CO3 para producir el anión bicarbonatoHCO3- y un ión hidrógeno (H+). En el hombre, la intervención de los pulmones y los riñones evita que ocurra la acidificación, manteniendo en un nivel constante la concentración de H+ y, por consiguiente, del pH. Para entender el papel que juegan ambos órganos en la homeostasis del equilibrio ácido-base, debe tenerse presente que el sistema del ácido carbónico implica la participación de un componentegaseoso o volátil (el CO2) y dos componentes no volátiles (el HCO3- y el H+). En la sangre, el equilibrio entre dichos componentes determina el valor del pH sanguíneo, que puede evaluarse mediante la bien conocida ecuación de Henderson-Hasselbach. En el individuo normal, dicho valor fluctua en un promedio 7.4, siendo la sangre venosa –enriquecida en CO2 ligeramente más ácida en relación con lasangre arterial. Ahora bien, ya que a temperatura ambiente el CO2 existe en estado gaseoso, la cantidad de CO2 disuelto en la sangre dependerá de la presión parcial (PCO2) ejercida por el mismo a nivel de los alvéolos pulmonares. En el humano, la magnitud de dicha PCO2 es de aproximadamente 40 mmHg lo que se traduce en una concentración de CO2 sanguíneo de aproximadamente 25 mM; este último valorincluye no solo el CO2 como tal, sino también el bicarbonato y el ácido carbónico. Considerando el pH sanguíneo normal y el pKa del sistema bicarbonato-ácido carbónico, la relación [HCO3-]/ [H2CO3 + CO2] es de aproximadamente 20. Es precisamente la PCO2 la que es controlada por los pulmones, ya que durante el proceso de la exhalación se elimina CO2, manteniendo constante la PCO2 en los alvéolos yevitando así que que aumente el nivel de CO2, disuelto en la sangre. Todo proceso o patología que se manifieste en una alteración en la frecuencia y/o profundidad del proceso de inhalación-exhalación, dará como resultado una alteración de la PCO2 alveolar –aumentandola o disminuyéndola, -con la siguiente modificación del nivel de CO2 disuelto en sangre y, por consiguiente, del pH.
Por lo querespecta a los riñones, su participación en el mantenimiento de un pH extracelular constante se da a través de dos mecanismos: la excreción de equivalentes ácidos (H+) hacia la orina y la regulación de la cantidad de HCO3- reabsorbido hacia la sangre desde el filtrado glomerular. A diferencia del intercambio gaseoso en los pulmones, los mecanismos de regulación renal son de largo plazo, por lo que suefecto será manifiesto en cuestión de horas. Su importancia se enfatiza en situaciones patológicas donde se altera el intercambio de gases pulmonar (es decir, en la acidosis y alcalosis respiratorias), en cuyo caso es necesario aumentar o disminuir la tasa de reabsorción del HCO3- , o bien en estados fisiológicos que producen cantidades importantes de ácidos orgánicos (por ejemplo, en la diabetes...