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FISIOLOGÍA MÉDICA I - 1º C FACULTAD DE MEDICINA Y ODONTOLOGÍA – UNIVERSIDAD DE VALENCIA

EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE Consideraciones sobre la regulación ácido-básica del organismo

Alba Llario Ángel Eduardo Marimón Muñoz África Miranda Morcillo Tania Pérez García

25/04/2013


ÍNDICE 1. Introducción (pág. 3 ) 2. Papel de la sangre en el equilibrio ácido-base (pág. 4) 3. Papel del aparato respiratorio en el equilibrio ácidobase (pág. 9) 4. Papel del aparato renal en el equilibrio ácido-base (pág. 13) 5. Papel del sistema endocrino en el equilibrio ácidobase (pág. 23) 6. Esquema – Resumen (pág. 29) 7. Bibliografía (pág.30 )

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INTRODUCCIÓN El concepto de mantenimiento del equilibrio ácido-base es un concepto que fue introducido por Henderson en 1909 y lo definió como la relación entre las actividades de los iones hidroxilo e hidrógeno en los fluidos corporales. Aunque el organismo produce continuamente CO2 y ácidos no volátiles como consecuencia de la actividad metabólica, la concentración sanguínea de iones [H+] libres se mantiene entre 40 y 45 nmol · l-1, lo que conlleva a que en nuestro organismo se observe un pH sanguíneo que oscila entre 7,35 y 7,4. Que los valores de [H+] libres se mantengan en los niveles adecuados viene garantizado porque: los iones hidrógeno son amortiguados por otras moléculas en la neutralización, y posteriormente, porque se eliminan del organismo junto a otros productos ácidos. La importancia de dicha regulación ácido-base puede no apreciarse tan fácilmente como la de otros iones ya sea el Na+ o el K+ (presentes en concentraciones mucho mayores y muy importantes en cualquier proceso fisiológico celular). Sin embargo, los cambios en la [H+] de los líquidos corporales pueden tener profundas consecuencias en la fisiología celular por, por ejemplo, el hecho de que éstos tienen la facilidad de unirse a proteínas, cambiando su carga neta y haciendo que se altere su función. Dese el punto de vista fisiológico, un ácido es una sustancia que cede iones o protones en solución, y una base es una sustancia que gana protones o iones de hidrógeno. Ambos, gracias a la facilidad de captar y ceder iones o protones, so los que van a determinar la acidez (pH < 7) o basicidad (pH>7) de cualquier solución acuosa, regulando así su pH y, en el caso de nuestro organismo, manteniéndolo en niveles estrictos de pH de 6,8 y 7,7, necesarios para la vida. ¿Esto cómo se consigue? ¿Cómo consigue nuestro organismo mantener dichos niveles de manera estricta en una franja en la que se admite poco margen de error? Es aquí, en este punto, donde entran los llamados sistemas amortiguadores o tampones que se definen como sistemas que atenúan el efecto de una posible perturbación en el equilibrio ácido-base y que desempeñan un papel importante en el transporte de protones. En el organismo, la neutralización del líquido extracelular se debe, principalmente, al tampón bicarbonato, al tampón fosfato, a la neutralización intracelular proporcionada por las proteínas, y, de manera indirecta, al papel que juegan las hormonas encargadas del funcionamiento de dichos tampones que actúan a niveles sanguíneo, respiratorio y renal (de mayor a menor rapidez, y de menor a mayor duración temporal). A lo largo de este trabajo analizaremos de manera detallada la contribución de todos y cada uno de los sistemas encargados en la regulación ácido-base con el fin de obtener más conocimiento sobre este mecanismo tan importante para el mantenimiento de la homeostasis de nuestro cuerpo.

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PAPEL DE LA SANGRE EN EL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE 1. IMPORTANCIA DE LA REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BASE Cambios pequeños en este equilibrio, el cual está relacionado directamente con la concentración de H+ en fluidos, tiene consecuencias importantes para nuestra fisiología. Recordamos que el pH de la sangre arterial oscila entre 7.4 y que en la venosa es de 7.3-7.35. Por tanto, cuando la sangre llega a un pH <7 (acidosis) ó>7.7 (alcalosis), se alcanzan unos límites donde los procesos fisiológicos no son viables. A su vez, la acidosis y alcalosis se diferencian en metabólicas, respiratorias o mixtas dependiendo del origen del problema de la patología. Vía intravenosa se puede obtener un control del pH de la sangre.

2. PAPEL DE LA SANGRE El pH de la sangre es muy constante, se debe mantener entre 7,39 y 7,43. La variación de este margen es incompatible con la vida, ya que las reacciones enzimáticas celulares solo funcionan dentro de este rango. La sangre actúa como un tampón, es decir, frente a un aumento del pH la sangre produce una disminución y viceversa. Este efecto tampón se debe a varios elementos entre los que destacan: 

Los eritrocitos y la hemoglobina, que son los responsables del 70% de la capacidad amortiguadora de la sangre. Las proteínas plasmáticas, que participan en un 15% de la amortiguación

Como hemos dicho, si comparamos el pH de la sangre arterial con el de la sangre venosa, vemos que la arterial está a un pH de 7.4 y el de la venosa a 7.3, por lo tanto, la venosa es ligeramente ácida con respecto a la arterial. El término ácido o básico en el organismo vivo, tiene que ver con pequeñas diferencias. La diferencia de composición entre estos dos tipos de sangre, es, además de la concentración de nutrientes, la diferencia de presiones de gases. La sangre venosa tiene más CO2. Esta mayor concentración se debe al proceso de respiración y transporte de oxígeno (la sangre de las venas ya ha pasado por los tejidos que han captado oxígeno y nutrientes de la sangre y han cedido CO2 y productos del metabolismo). Aumentos o disminuciones del pH de la sangre, que luego provocan cambios del pH de los fluidos orgánicos, pueden ser incompatibles con la vida, ya que al traspasar esta frontera el ser humano entra en coma y pasa a tener una esperanza de vida de una hora.

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Los términos acidosis y alcalosis utilizados en clínica, hacen referencia a variaciones anormales en el pH, en principio, de la sangre.

3. ACTUACIÓN DE LOS ERITROCITOS Uno de los elementos principales de control del pH se debe a la actuación de los eritrocitos, que se encargan de transformar el CO2 en tampón bicarbonato para que actúe como amortiguador del pH. En este proceso se hace referencia al tampón bicarbonato del que hablaremos más adelante. El CO2 difunde al interior del eritrocito sin transporte. El CO2 en su interior se une al H2O y la actuación de la anhidrasa carbónica hace que se forme CO3H2 que se disociará en CO3+ y H+. Los H+ pueden ir a parar a la hemoglobina dependiendo de las presiones de O2 y CO2 en el plasma. El CO3H- tiende a salir al plasma donde el ClNa está disociado en forma de Na+ y Cl- con lo que forma CO3Na. La salida de CO3H+ genera un aumento de CO3HNa, con lo que se genera una disminución del pH y se explica lo anterior. El Cl- tiende a difundir al interior de los eritrocitos uniéndose al K+ que introducen los eritrocitos mediante la bomba de Na+/K+ generándose el ClK que aumenta. Todo esto da lugar a que, teniendo en cuenta que en el intercambio de sangre con los tejidos se ha transmitido O2 y se ha captado CO2, en sangre venosa comparada con la sangre arterial haya más bicarbonato sódico aumente el pH y haya más cloruro potásico dentro de los eritrocitos.

4. MECANISMOS FISIOLÓGICOS PARA LA REGULACIÓN ÁCIDO-BASE Existen tres sistemas ordenados de mayor a menor rapidez y de menor a mayor potencia o eficacia. Ante alteraciones en el equilibrio ácido-base, hay tres sistemas de control. En cuanto a rapidez de intervención y a potencia de regulación. En este apartado vamos a encargarnos de explicar solamente los tampones orgánicos, ya que estamos profundizando en el papel de la sangre y sus componentes (eritrocitos, hemoglobina…) en la regulación del pH. Posteriormente haremos referencia a los otros dos sistemas de amortiguación.

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  

Tampones orgánicos (segundos) Aparato respiratorio (minutos) Riñones (horas)

En pacientes reales, ante alteraciones no es lo mismo un paciente hematológico, que respiratorio o renal. Incluso se pueden afectar a dos o tres sistemas de regulación. La diferencia de estos tres mecanismos es importante en cuanto se refiere a una patología en un paciente ya que los tratamientos difieren en relación a un fallo de un mecanismo u otro. Por ejemplo, si un paciente sufre un fallo en la regulación pulmonar, el médico debe saber que a largo plazo los riñones llegarán a estabilizar el pH, sin embargo, cuando se trata de un fallo renal, se producirá un grave problema.

5. TAMPONES ORGÁNICOS Existen tres sistemas diferentes

5.1.

Tampón bicarbonato

Se llama tampón bicarbonato, porque el bicarbonato sódico (NaHCO3) se disocia en sodio y HCO3- NaHCO3 ↔ HCO3- + Na+, por lo que sustituiría la formación de ácido carbónico a través del CO2. Por lo tanto, el bicarbonato sódico, también puede intervenir en la regulación del pH, mediante formación HCO3-, y la consiguiente captación de hidrogeniones, evitando la aparición de estos en exceso. El sistema amortiguador del bicarbonato consiste en una solución acuosa con un ácido débil y una sal bicarbonato. Esta reacción es lenta, a no ser que nos encontremos con un espacio biológico donde esté catalizada por la anhidrasa carbónica que multiplica por 100 la velocidad de la reacción combinando agua y CO2 para obtener bicarbonato e iones H+. Además por la presencia de Na+, se forma el bicarbonato sódico que generalmente se encuentra disociado casi por completo en forma de ion bicarbonato y sodio. Hay que tener en cuenta, que el CO3H2 está disociado débilmente en forma de bicarbonatos e hidrogeniones manteniendo disminuidas la [H+]. Una vez producida la reacción el ácido carbónico tiende a disociarse, a no ser que aparezca un defecto en el CO2.

CO2 + H2O↔ CO3H2↔ CO3H- + H+ CO3H- + Na+

CO3HNa

Estas moléculas de bicarbonato pueden reaccionar ante presencia de ácido fuerte (ácido que genera muchos hidrogeniones por disociación) como por ejemplo el HCl. El exceso de

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hidrogeniones producido será captado por el HCO3-, por lo que aumentaría el ácido carbónico, que es un acido débil (genera menos cantidad de hidrogeniones por disociación en pH fisiológico) consiguiendo así amortiguar los iones de H+ liberados a partir del ácido, y por consiguiente, el CO3H2, se disociará en CO2.

CO3H-+ Na+ + HCl CO3H2 + NaCl Pero si nos enfrentamos a una base fuerte como NaHO, las reacciones serán opuestas. En este caso, el ion hidroxilo (OH-) se combina con el ácido débilformando de nuevo, bicarbonato sódico (que se disociará en CO3H- Y Na+)y agua. Así disminuye la concentración de CO3H2, y se favorece la formación de más ácido con la reacción de CO2+ H2O, para sustituirlo. El equilibrio se desplaza con respecto a la anterior, produciéndose las reacciones contrarias a las que ocurren si hay un ácido fuerte.

CO3H2 + NaHO CO3HNa + H2O

5.2.

Tampón fosfato

Es un sistema de reacción muy parecido al anterior, los más importantes son los fosfatos sódicos, pero hay una diferencia muy importante en cuanto a concentración ya que la [bicarbonatos] es seis veces mayor a la [fosfatos]. Sin embargo, al comparar el pK, para los bicarbonatos es de 6.1, mientras que para los fosfatos es de 6.8 (pK= -logK, siendo K la constante de disociación de un compuesto). Lo cual implica que si tomas como referencia el pH de 7.4, ese valor está más cerca del pK de los fosfatos (6.8), es decir, los fosfatos son más eficientes que bicarbonatos en cuanto a la rapidez de restablecer el equilibrio. A igualdad de concentraciones, los fosfatos serían más eficientes. Sin embargo, como la concentración de bicarbonatos es mayor, en condiciones fisiológicas el papel más importante en la regulación es de los bicarbonatos. El único lugar en el que los fosfatos tienen mayor o igual que los bicarbonatos, es en los riñones donde toman mayor importancia en la regulación ácido-base. El sistema amortiguador de fosfato está formado por HPO42- Y H2PO4-. Ambas sustancias se concentran en el líquido tubular (lugar donde toma importancia).

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5.3.

Proteínas

Las proteínas tienen un extremo NH2 (amino) libre y uno COOH (ácido). A pH fisiológico las proteínas suelen tener el NH2 en forma de NH3+, y el extremo COOH, estaría en forma COO-. Consideraremos que el pH neutro es el de la sangre, lo que ocurre, por ejemplo, con la albúmina. Si en la sangre aumentase el pH (alcalinización), el NH3+, pasaría a NH2. En cambio, si el pH disminuye, el COO-, pasaría a COOH. Son muy abundantes, y por tanto son las reguladoras más importantes en la sangre. Las proteínas que tienen mayor capacidad de tampón en la sangre, son la hemoglobina y la albúmina, siendo la albúmina la ganadora, ya que los hidrogeniones libres atraviesan con dificultad las membranas plasmáticas. Por eso, en aumentos de pH en sangre, la albúmina tiene más acceso a los hidrogeniones. Una patología asociada es el edema, no por el mal bombeo del corazón, sino por la falta de proteínas plasmáticas, donde además, el poder de regulación del pH sanguíneo se ve afectado a corto plazo. También se relacionan las anemias o la hepatitis.

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PAPEL DEL APARATO RESPIRATORIO EN EL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE 1. INTRODUCCIÓN La segunda línea de defensa frente a los trastornos del equilibrio ácidobásico es el control que ejercen los pulmones sobre el CO₂ del líquido extracelular. El aparato respiratorio ejerce un papel importante en la regulación del equilibrio ácido base. De los tres mecanismos que lo regulan principalmente, éste es el intermedio, tanto en velocidad para ponerse en marcha como en eficacia. La función está regulada principalmente por centros respiratorios (en el tronco del encéfalo). Un incremento de la ventilación elimina CO₂ del líquido extracelular, por lo que, por la acción de masas, reduce la concentración de iones hidrógeno. Por el contrario, la disminución de la ventilación aumenta el CO₂ y por tanto, la elevada concentración de hidrogeniones en el líquido extracelular.

2. EQUILIBRIO DE LA PRODUCCIÓN METABÓLICA DE CO₂ La cantidad de dióxido de carbono disuelto normalmente en los líquidos extracelulares es de alrededor de 1,2 mol/l, lo que corresponde a una PCO₂ de 40 mmHg. Si la producción metabólica de dióxido de carbono aumenta, es probable que también lo haga la PCO2 del líquido extracelular. Cuando aumenta la ventilación pulmonar, el dióxido de carbono es expulsado de los pulmones y la presión del gas en el líquido extracelular baja. Por tanto ésa presión depende tanto de la ventilación pulmonar como de la velocidad de formación del gas. Si la formación metabólica de CO₂ permanece constante, cuanto mayor sea la ventilación alveolar, menor será la PCO₂. Cuando aumenta la concentración de dióxido de carbono, también se elevan las concentraciones de H₂CO₃ y de H+, lo que se traduce en una disminución del pH del líquido extracelular.

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3. ESTIMULACIÓN DE LA VENTILACIÓN ALVEOLAR La concentración de H+ influye en la ventilación alveolar. La ventilación alveolar aumenta de cuatro a cinco veces sobre su valor normal cuando el pH disminuye desde su valor normal de 7,4 a un valor de 7. Por el contrario, cuando el pH plasmático supera el valor de 7,4 se produce una disminución de la ventilación. Como podemos ver en la gráfica, el cambio de la magnitud de la ventilación por unidad de cambio del pH es mucho mayor cuando los valores del pH son bajos (concentraciones altas de hidrogeniones) que cuando son altos. Esto ocurre porque cuando la ventilación alveolar disminuye por el aumento del pH, descienden también la cantidad de oxígeno que se añade a la sangre y la presión parcial de oxígeno. Por tanto la compensación respiratoria al ascenso del pH no es tan eficaz como su respuesta ante una reducción acentuada.

4. CONTROL DEL pH POR EL SISTEMA RESPIRATORIO El descenso de pH estimula a los quimiorreceptores provocando una hiperventilación, aumentando la eliminación de CO₂ y disminuyendo la pCO₂ arterial. El aumento de pH inhibe los quimiorreceptores provocando un descenso rápido de la ventilación, una reducción de la eliminación de CO₂, y por tanto una elevación de la pCO₂ arterial. Como el aumento de la concentración de hidrogeniones estimula la respiración y el aumento de la ventilación alveolar reduce la concentración de los mismos, el sistema respiratorio actúa como un típico regulador por retroalimentación negativa. Esto ocurre siempre que la concentración de hidrogeniones supere su valor normal. Se producirá una estimulación del aparato respiratorio y aumentará la ventilación alveolar. Esto reduce la presión parcial de oxígeno de los líquidos extracelulares, descendiendo la concentración de hidrogeniones que tenderá a volver a la normalidad. En general la potencia de amortiguación global del aparato respiratorio es una o dos veces mayor que la de todos los demás amortiguadores quiímicos del líquido extracelular combinados. Este mecanismo puede amortiguar una cantidad de ácido o de base una o dos veces mayor que la que pueden amortiguar los sistemas químicos.

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5. ALTERACIONES DEL pH ACIDOSIS RESPIRATORIA Se produce cuando existe algún problema que dificulte la eliminación de CO₂ por el aparato respiratorio, y con ello la acumulación de anhídrido carbónico en sangre y en consecuencia el descenso del pH, produciendo acidosis respiratoria. Entre las posibles causas de la acidosis respiratoria están: - Edema pulmonar y patologías respiratorias de tipo obstructivo y/ó restrictivo - Depresión del centro respiratorio por la administración de anestésicos o barbitúricos - Enfermedades que afectan a los músculos implicados en la respiración, ó al control nervioso de estos músculos. - Apneas (pesca submarina) La compensación renal, consiste en aumentar la secreción de H+ y en la reabsorción del HCO₃ plasmático. Esta compensación suele ser parcial y no es inmediata, sino que tarda entre dos y tres días.

ACIDOSIS METABÓLICA La acidosis metabólica consiste en un aumento de la concentración de hidrogeniones en la sangre. Las causas pueden ser diversas: - la ingestión directa de ácidos (aspirina) - práctica de deporte en condiciones anaeróbicas (genera ácido láctico) - el metabolismo excesivo de las grasas genera cetoácidos (en diabéticos o en condiciones de ayuno) - la pérdida de bicarbonato (diarreas) - Hipoaldosteronismo. - Insuficiencia renal si cursa con la incapacidad de secretar ácidos. Compensación: El descenso del pH aumenta la ventilación alveolar y se estimula el centro respiratorio, eliminándose rápidamente el exceso de CO₂ al aumentar la frecuencia respiratoria, favoreciéndose la recuperación del pH. A su vez, los mecanismos de compensación renal, favorecerán la recuperación del pH al aumentar la secreción de H+ y la reabsorción de HCO₃-, excepto en el caso del hipoaldosteronismo y la insuficiencia renal, en los que los mecanismos de compensación renal no estarán operativos.

ALCALOSIS RESPIRATORIA La alcalosis respiratoria está asociada a problemas que conducen a la hiperventilación, que puede ser debida a: - Estados de ansiedad, estrés emocional, dolor, fiebre, hipotensión… - Mal de altura (debido a la falta de oxígeno) Al aumentar la frecuencia respiratoria, disminuye la presión parcial de CO₂, lo cual favorece la pérdida de hidrogeniones y el aumento del pH pudiéndose producir una alcalosis respiratoria. La compensación renal, consiste en una disminución en la secreción de hidrogeniones y en la reabsorción del HCO₃ plasmático, excretándose una orina alcalina que favorece la recuperación del pH.

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ALCALOSIS METABÓLICA La alcalosis metabólica consiste en una disminución de la concentración de hidrogeniones en la sangre. Las causas pueden ser diversas: - Pérdida de ácidos gástricos (vómitos) - Ingestión de álcalina, bicarbonato o de antiácidos para el tratamiento de gastritis ó úlceras. - Hiperaldosteronismo. Al disminuir la PCO₂ disuelto en la sangre inhibe al centro respiratorio, y con ello la frecuencia respiratoria, favoreciéndose la retención de CO₂ y la recuperación del pH. A esta respuesta rápida debemos sumar que en el riñón disminuye la excreción de hidrogeniones y aumenta la excreción de bicarbonato excretándose orinas alcalinas, lo cual favorece la recuperación del pH. Evidentemente el mecanismo de compensación renal no estará presente en el caso del hiperaldosteronismo. Si nos fijamos bien, aunque en un principio las alteraciones del pH de origen respiratorio afectan a la concentración de CO₂, y cuando se activan los mecanismos de compensación también acaba viéndose afectada la concentración de bicarbonato en sangre. Del mismo modo, al activarse los mecanismos de compensación a las acidosis y alcalosis de origen metabólico se acaban viendo afectados los niveles plasmáticos de CO₂.

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PAPEL DEL RIÑÓN EN EL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE La regulación del equilibrio ion hidrógeno (H+) es similar, en cierta forma, a la regulación de otros iones del cuerpo. Por ejemplo, para alcanzar la homeostasis, debe existir un equilibrio entre la ingestión o la producción de H+ y su eliminación neta del organismo. Y, tal como sucede con otros iones, los riñones desempeñan una función fundamental en la regulación de la eliminación del H+. Los riñones controlan el equilibrio ácido-básico excretando una orina ácida o básica. La excreción de una orina ácida reduce la cantidad de ácido en el líquido extracelular, mientras que una orina básica elimina bases de este líquido extracelular. El mecanismo global por el que los riñones excretan orina ácida o básica es el siguiente. Hacia los túbulos se filtran continuamente grandes cantidades de HCO3-, y si pasan a la orina se extraen bases de la sangre. Las células epiteliales de los túbulos también secretan hacia las luces tubulares grandes cantidades de H+, lo que elimina ácido de la sangre. Si se secretan más H+ que de HCO3-, se producirá una pérdida neta de ácidos en los líquidos extracelulares. Por el contrario, si se filtra más HCO3- que H+, la pérdida neta será de bases. El organismo produce unos 80 mEq diarios de ácido no volátiles que proceden fundamentalmente del metabolismo de las proteínas. Estos ácidos reciben el nombre de no volátiles porque no son H2CO3 y, por tanto, no pueden ser excretados por los pulmones. El mecanismo principal de eliminación de estos ácidos es la excreción renal. Los riñones deben evitar también la pérdida de bicarbonato por la orina, tarea que es cuantitativamente más importante que la excreción de ácidos no volátiles. Cada día los riñones filtran alrededor de 4320 mEq de bicarbonato (180 L/día x 24 mEq) y, el condiciones normales, casi todos ellos son reabsorbidos por los túbulos con objeto de conservar el principal sistema amortiguador de los líquidos extracelulares. Cuando disminuye la concentración de H+ en el líquido extracelular (alcalosis), los riñones dejan de reabsorber todo el bicarbonato filtrado, lo que aumenta la excreción de éste por la orina. Como los HCO3- amortiguan normalmente a los de hidrogeno en el líquido extracelular, esta pérdida de bicarbonato tiene el mismo efecto que la adición de H+ al líquido extracelular. Por tanto, en la alcalosis, la extracción de HCO3- del líquido extracelular eleva la concentración de H+ que vuelva a la normalidad. En la acidosis, los riñones no excretan bicarbonato hacia la orina, sino que reabsorben todo el que se ha filtrado y, además, produce bicarbonato nuevo que se envía de vuelta al líquido extracelular. Esto reduce la concentración de H+ en el líquido extracelular, normalizándola. De esta forma, los riñones tienen 3 mecanismos de regulación básicos: 1) Secreción de H+ 2) Reabsorción de los HCO3- filtrados

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3) Producción de nuevos HCO3-

SECRECION DE IONES HIDROGENO Y REABSORCION DE IONES BICARBONATO POR LOS TUBULOS RENALES Estos procesos tienen lugar en caso todas las porciones de los túbulos, salvo en las ramas finas ascendentes y descendentes de las asa de Henle. Hay que tener en cuenta que por cada ion bicarbonato que se reabsorbe ha de secretarse un H+. Alrededor del 80-90% de la reabsorción de bicarbonato (y de la secreción de H+) se produce en los túbulos proximales, de forma que la cantidad de bicarbonato que fluye hacia los túbulos distales y colectores es pequeña. En la porción gruesa ascendente del asa de Henle se reabsorbe otro 10% del bicarbonato filtrado y el resto en el túbulo distal y el conducto colector. Hay ciertas diferencias en la forma en la que los distintos segmentos tubulares realizan esta función: -

Mecanismos en el TCP

Las células epiteliales del túbulo proximal, el segmento grueso ascendente del asa de Henle y la primera parte del túbulo distal secretan H+ hacia la luz tubular mediante un contratransporte de sodio-hidrógeno. La secreción activa secundaria de H+ esta acoplada al transporte de Na+ hacia el interior de la célula a través de la membrana luminal por la proteína intercambiadora de sodio-potasio, y la energía para la secreción de H+ en contra del gradiente de concentración deriva del gradiente de sodio que facilita el movimiento de Na+ hacia la célula. Este gradiente se establece gracias a la bomba ATPasa existente en la membrana basolateral. Más del 90% del bicarbonato se reabsorbe por este mecanismo, que requiere la secreción de unos 3900 miliequivalentes de H+ diarios hacia las luces tubulares. Pero este mecanismo no crea una concentración de H+ muy alta en la luz tubular; sólo los tubulos colectores y conductos colectores contienen un líquido luminal muy ácido.

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Proceso de secreción de H+ y reabsorción de bicarbonato Se inicia cuando el CO2 difunde hacia las células tubulares o se forma a causa del metabolismo de las propias células del epitelio tubular. Bajo la influencia de la enzima anhidrasa carbónica, el CO2 se combina con H2O y forma H2CO3 que se disocia en HCO3- y H+. Los H+ pasan desde las células a la luz tubular gracias al contra-transporte de sodio-hidrógeno. Esto es, cuando un Na+ pasa de la luz tubular al interior de la célula, se combina primero con una proteína transportadora en el borde luminal de la membrana celular; al mismo tiempo, un H+ del interior de la célula se combina con la proteína transportadora. El Na+ pasa hacia la célula a favor del gradiente que ha establecido la bomba ATPasa sodio-potasio en la membrana basolateral. El gradiente para el movimiento de Na+ hacia la célula proporciona entonces la energía para mover el H+ en dirección opuesta desde el interior de la célula a la luz tubular. El HCO3- generado en la célula (cuando el H+ se disocia del H2CO3) atraviesa la membrana basolateral hacia el líquido del intersticio renal y la sangre de los capilares peritubulares. El resultado neto es que por cada H+ secretado hacia la luz tubular entra un HCO3- en la sangre. Los iones bicarbonato filtrados son reabsorbidos gracias a la interacción con los iones hidrógeno en los túbulos Los iones bicarbonato no atraviesan fácilmente las membranas luminales de las células de los túbulos renales; por tanto, el HCO3- que se filtra por el glomérulo no puede reabsorberse directamente. El lugar de ello, el HCO3- se reabsorbe mediante un proceso especial en el que primero se combina con H+ para formar H2CO3 que después se disocia en CO2 y H2O. Esta reabsorción de HCO3- se inicia con una reacción que tiene lugar en los túbulos entre el HCO3- filtrado por el glomérulo y el H+ secretado por las células tubulares. El H2CO3 formado se disocia entonces en CO2 y H2O. El CO2 atraviesa con facilidad la membrana tubular; luego se difunde instantáneamente hacia las células tubulares, donde se recombina con H2O, gracias a la influencia de la anhidrasa carbónica, lo que genera una nueva molécula de H2CO3. Este

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H2CO3 se disocia a su vez para formar HCO3- y H+; el HCO3- se difunde a través de la membrana basolateral hacia el líquido intersticial, donde es captado por la sangre de los capilares peritubulares. El transporte del HCO3 a través de la membrana basolateral lo facilitan dos mecanismos: 1) El cotransporte de Na+-HCO32) El intercambio del Cl-HCO3De esta forma, cada vez que las células epiteliales de los túbulos renales forman un H+, forman también un HCO3- que es devuelto a la sangre. El efecto neto de estas reacciones consiste en la “reabsorción” de HCO3- a partir de los túbulos, aunque el HCO3- que realmente pasa al líquido extracelular no es el mismo que se había filtrado a los túbulos. La reabsorción del HCO3filtrado no da lugar a una secreción neta de H+ porque el H+ secretado se combina con el HCO3filtrado y por ello no se excreta.

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Mecanismos en el TCD y túbulos colectores

A partir de la porción final de los túbulos distales y continuando por el resto del sistema tubular, el epitelio tubular secreta iones hidrógeno mediante un transporte activo primario. Las características de este transporte son distintas a las comentadas anteriormente. Mecanismo de secreción primaria del H+ Tiene lugar en la membrana luminal de la célula tubular, donde existe un transporte activo de iones hidrógeno que se produce gracias a una proteína específica, una ATPasa transportadora de hidrógeno. La energía necesaria para bombear los iones hidrógeno procede de la degradación del ATP en difosfato de adenosina. La secreción activa primaria de H+ se debe a un tipo especial de célula, la célula intercalada, situada en la porción final de los tubulos distales y en los tubulos colectores. La secreción de H+ por estas células se hace en dos pasos: 1. El CO2 disuelto en la célula se combina con H2O para formar H2CO3 2. El H2CO3 se disocia en HCO3- que se reabsorbe hacia la sangre, y H+ que se secretan hacia el túbulo gracias al mecanismo del hidrogeno-ATPasa. Por cada H+ secretado se reabsorbe un HCO3-, proceso similar al de los túbulos proximales. La principal diferencia es que el H+ se mueve a través de la membrana luminal mediante un bombeo activo de H+ en lugar de hacerlo por un contra-transporte, tal como sucede en las porciones más proximales de la nefrona.

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Aunque la secreción de H+ en la porción final del túbulo distal y en los túbulos colectores sólo representa un 5% de la cantidad total de H+ secretada, se trata de un mecanismo importante para la formación de una orina con la máxima acidez. En los túbulos proximales, la concentración de H+ sólo puede aumentar unas tres o cuatro veces, y el pH del líquido tubular puede reducirse a sólo 6’7, aunque este segmento de la nefrona excreta grandes cantidades de H+. Pero la concentración de H+ puede aumentar en los túbulos colectores hasta 900 veces. Esto reduce el pH del líquido tubular hasta 4’5, el límite inferior de pH que pueden lograr unos riñones normales. Combinación del exceso de iones hidrogeno con los amortiguadores de fosfato y amoníaco en el túbulo: un mecanismo para generar nuevos iones bicarbonato. Cuando se secretan más H+ al líquido tubular que bicarbonato ha filtrado, solo una parte del exceso de H+ puede excretarse en la forma iónica (H+) por la orina. La razón es que el pH mínimo de la orina es de alrededor de 4’5, lo que corresponde a una concentración de H+ de 10-4’5 mEq/L o 0’03 mEq/L. Por tanto, por cada litro de orina formada solo pueden excretarse alrededor 0’03 mEq de H+ libres. Para excretar los 80 mEq de ácidos no volátiles formados diariamente en el metabolismo, si los H+ permanecieran libres en la solución, serían necesarios unos 2667 L de orina. La excreción de grandes cantidades de H+ (en ocasiones 500 mEq/día) por la orina se logra fundamentalmente combinando el H+ con los amortiguadores presentes en el líquido tubular. Los más importantes son los amortiguadores fosfato y amoniaco. Hay otros sistemas amortiguadores más débiles, como urato y citrato, que son mucho menos importantes. Cuando los H+ se titulan con bicarbonato en el líquido tubular, se produce una reabsorción de HCO3- por cada H+ secretado, como se explica antes. Pero cuando existe un exceso de H+ en la orina, estos se combinan con otros amortiguadores distintos al del HCO3-, lo que lleva a la producción de nuevos HCO3- que también pueden pasar a sangre. Por tanto, cuando hay un exceso de H+ en el líquido extracelular, los riñones no solo reabsorben todo el HCO3- filtrado,

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sino que también generan nuevo HCO3-, ayudando así a reponer el que se ha perdido a causa de la acidosis del líquido extracelular. El sistema amortiguador de fosfato transporta el exceso de iones hidrogeno en la orina y genera nuevo bicarbonato El sistema amortiguador de fosfato está compuesto de HPO4- y H2PO4-. Ambos de concentran en el líquido tubular gracias a su reabsorción relativamente escasa y a la reabsorción de agua del líquido tubular. Por tanto, aunque el fosfato no sea un amortiguador importante en el líquido extracelular, es mucho más eficaz en el líquido tubular. Otro factor que acrecienta la importancia del fosfato como amortiguador tubular, es el hecho de que la pK de este sistema es de alrededor de 6’8. En condiciones normales, la orina es ligeramente acida, con un pH cercano a la pK del sistema amortiguador fosfato. Por tanto, en los tubulos, este sistema funciona normalmente cerca del margen de pH más eficaz.

El proceso de secreción de H+ a los tubulos es idéntico al ya descrito. Mientras exista un exceso de HCO3- en el líquido tubular, la mayor parte del H+ secretado se combinara con el HCO3-. Pero cuando todo el HCO3- ha sido ya reabsorbido y no hay más disponible para captar H+, el exceso de estos puede combinarse con el HPO4- y con otros amortiguadores tubulares. Una vez que el H+ se ha combinado con el HPO4- para formar H2PO4-, este se excreta en forma de sal (NaH2PO4), transportando con él el exceso de hidrógeno. Existe una diferencia importante entre esta secuencia de excreción de H+ respecto a la explicada antes. En este caso, el HCO3- generado por la célula tubular y que entra en la sangre peritubular representa una ganancia neta de HCO3- para la sangre, en lugar de una mera sustitución de HCO3- filtrado. Por tanto, siempre que se secrete un H+ en la luz tubular y se combine con un amortiguador distinto del HCO3-, el efecto neto es la adición de un nuevo

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HCO3- a la sangre. Este es uno de los mecanismos por los que los riñones pueden reponer los depósitos de HCO3- del líquido extracelular. En circunstancias normales, la mayor parte del fosfato filtrado se reabsorbe y solo se dispone de alrededor de 30 a 40 mEq/día para amortiguar los H+. Por tanto, una gran parte de la amortiguación del exceso de H+ del líquido tubular se hace mediante el sistema amortiguador del amoníaco. Excreción del exceso de iones H+ y generación de nuevo HCO3- mediante el sistema amortiguador del amoníaco Un segundo sistema amortiguador especial del líquido tubular que tiene una importancia cuantitativa incluso superior a la del sistema amortiguador del fosfato está formado por el amoníaco (NH3) y el ion amonio (NH4+). Los iones amonio se sintetizan a partir de la glutamina, que procede sobretodo del metabolismo de los aminoácidos en el hígado. La glutamina que llega a los riñones es transportada a las células epiteliales de los túbulos proximales, la rama ascendente gruesa del asa de Henle y los túbulos distales. Una vez dentro de la célula, cada molécula de glutamina se metaboliza a través de una serie de reacciones para formar al final 2 iones NH4+ y 2 HCO3-. El NH4+ se secreta hacia la luz tubular mediante un mecanismo de contra-transporte que lo intercambia por sodio, que es reabsorbido. El HCO3- es transportado a través de la membrana basolateral, junto al Na+ reabsorbido, al líquido intersticial y es captado por los capilares peritubulares. Por tanto, por cada molécula de glutamina metabolizada en los túbulos proximales se secretan 2 iones NH4+ en la orina y se reabsorben 2 HCO3- hacia la sangre. El HCO3- generado por este proceso corresponde a bicarbonato nuevo.

En los túbulos colectores, la adición de NH4+ al líquido tubular se produce por un mecanismo distinto. Aquí, el H+ es secretado por la membrana tubular a la luz, donde se combina con NH3 para formar NH4+, que se excreta. Los conductos colectores son permeables al NH3, que se

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puede difundir fácilmente hacia la luz tubular. Sin embargo, la membrana luminal de esta porción de los túbulos es mucho menos permeable al NH4+, por lo que, una vez que el hidrogeno ha reaccionado con el NH3 para formar NH4+, este queda atrapado en las luces tubulares y es eliminado por la orina. Por cada NH4+ excretado, se genera un nuevo HCO3- que se añade a la sangre.

Regulación de la secreción tubular renal del ion hidrógeno Como se ha comentado antes, es necesaria la secreción de H+ por el epitelio tubular para la reabsorción de HCO3- y la generación de HCO3- nuevo asociada a la formación de ácido titulable. Luego la secreción de H+ debe regularse cuidadosamente para que los riñones ejerzan sus funciones de homeostasis ácido-básica. En condiciones normales, los túbulos renales deben secretar al menos suficiente H+ para reabsorber casi todo el HCO3- que se filtra, y debe dejarse suficiente H+ para que se excrete como ácido titulable o NH4+ para eliminar del cuerpo los ácidos no volátiles producidos cada día en el metabolismo. En la alcalosis, la secreción tubular de H+ debe reducirse a un nivel que es demasiado bajo para reabsorber completamente el HCO3-, lo que capacita a los riñones para aumentar la excreción de HCO3-. En eta situación, el ácido titulable y el amoníaco no se excretan porque no hay un exceso de H+ disponible para combinarse con amortiguadores diferentes al bicarbonato; luego no se añade HCO3- nuevo en la orina en la alcalosis. Durante la acidosis, la secreción tubular de H+ debe aumentar lo suficiente para reabsorber todo el HCO3- filtrado y todavía deja suficiente H+ para excretar grandes cantidades de NH4+ y ácido titulable, lo que contribuye con grandes cantidades de HCO3- nuevo al líquido extracelular corporal total. Los estímulos más importantes para aumentar la secreción de H+ en los túbulos en la acidosis son: 1) Aumento de la PCO2 del líquido extracelular 2) Aumento de la concentración de H+ del líquido extracelular (reducción del pH)

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Las células tubulares responden directamente a un aumento de la PCO2 en la sangre, como ocurre en la acidosis respiratoria, con un aumento de la secreción de H+ como sigue. El aumento de la PCO2 eleva la PCO2 de las células tubulares, lo que hace que estas formen H+ y, esto a su vez, estimula la secreción de H+. El segundo factor que estimula la secreción de H+ es un aumento de la concentración de H+ en el líquido extracelular (reducción del pH). Un factor especial que aumenta la secreción de H+ en algunas condiciones patológicas es la secreción excesiva de aldosterona. La aldosterona estimula la secreción de H+ en las células intercaladas del conducto colector. Luego la secreción excesiva de aldosterona, como ocurre en el síndrome de Conn, puede dar lugar a una secreción excesiva de H+ al líquido tubular y, en consecuencia, a la adición de una mayor cantidad de bicarbonato de nuevo a la sangre. Esto suele producir una alcalosis en los pacientes con una secreción excesiva de aldosterona. Las células tubulares suelen responder a una reducción en la concentración de H+ (alcalosis), reduciendo la secreción de H+. La menor secreción de H+ se debe a una reducción de la PCO2 extracelular, como ocurre en la alcalosis respiratoria o a un descenso de la propia concentración de H+, como ocurre en la alcalosis metabólica y respiratoria.

En esta tabla se resumen los principales factores que influyen en la secreción de H+ y en la reabsorción de HCO3-. Algunos de ellos no se relacionan directamente con la regulación del equilibrio ácido-básico. Por ejemplo, la secreción de H+ está acoplada a la reabsorción de Na+ por el intercambiador Na+-H+ situado en el túbulo proximal y en el asa ascendente gruesa de Henle. Luego los factores que estimulan la reabsorción de Na+, como una reducción del volumen del líquido extracelular, también pueden de forma secundaria aumentar la secreción de H+.

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La reducción del volumen del líquido extracelular estimula la reabsorción de Na+ en los túbulos renales y aumenta la secreción de H+ y la reabsorción de HCO3- a través de múltiples mecanismo como: 1) Aumento de concentración de angiotensina II, que estimula directamente la actividad del intercambiador Na+-H+ en los túbulos renales. 2) Aumento de las concentraciones de aldosterona, que estimula la secreción de H+ por las células intercaladas de los túbulos colectores corticales. Luego la pérdida de volumen del líquido extracelular tiende a causar una alcalosis debido a una secreción excesiva de H+ y una reabsorción de HCO3-. Los cambios en la concentración plasmática de potasio pueden influir también en la secreción de H+, de manera que la hipopotasemia estimula la secreción de H+ en el túbulo proximal y la hiperpotasemia la inhibe. Una concentración plasmática reducida de potasio tiende a aumentar la concentración de H+ en las células tubulares renales. Esto estimula a su vez la secreción de H+ y la reabsorción HCO3- y provoca una alcalosis. La hiperpotasemia reduce la secreción de H+ y la reabsorción de HCO3- y tiende a provocar una acidosis.

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PAPEL DEL SISTEMA ENDOCRINO EN EL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE 1. ADH La ADH o vasopresina u hormona antidiurética junto con la oxitocina (hormona reguladora de la eyección de leche en una mujer embarazada y de la contracción de las células mioepiteliales en el útero) son hormonas secretadas por los cuerpos magnocelulares del hipotálamo, por los núcleos paraventricular y supraóptico (respectivamente), y almacenadas en la neurohipófisis, en los cuerpos de Herring, gracias a que los axones de estos núcleos acaban en dicho hipotálamo y a los cambios en el las [Ca+2] en los somas de dichos axones. La ADH, se forma a partir de una molécula precursora, la neurofisina II. (Imagen 1/2) La vasopresina posee tres tipos de receptores: el V1A, el V1B y el V2 cuyos efectos, tras ser estimulados, se basan en aumentar la retención de agua por parte del riñón mediante el incremento de la permeabilidad de los conductos colectores renales para que el agua no se excrete en gran cantidad. Esto produce una concentración en la orina y la disminución de su volumen. El efecto antidiurético de los receptores V2 es la activación de la adenilatociclasa, el posterior aumento de la [AMPc] intracelular de los túbulos colectores, la inserción de acuoporinas 2 y la posterior reabsorción de agua para acabar en la circulación general. Otra localización de receptores de tipo V2 y de acuoporinas de tipo 5 es el aparato respiratorio, en el cual lleva a cabo la misma función por medio de la respiración y la consiguiente regulación de agua en el medio intracelular. En el caso de los receptores V1A y V1B, se encuentran en el músculo liso vascular produciéndoles vasoconstricción y un aumento de la presión arterial y, en la adenohipófisisdonde produce la regulación el incremento de la secreción de ACTH, respectivamente. La regulación de la secreción de la ADH corre a cargo de sistemas que aumentan y sistemas que disminuyen su secreción. Los que la aumentan son la elevación de la presión osmótica del plasma por encima del valor normal, 285 mOsm/Kg, y medida por los osmorreceptores situados en el hipotálamo anterior, los órganos circunventriculares y el umbral osmótico para la sed; un volumen del líquido extracelular disminuido, el dolor/emoción/estrés/ejercicio, náuseas y vómitos y la angiotensina II, entre otros. Los que la disminuyen son: la disminución de la secreción de la vasopresina por retroalimentación negativa, la presión osmótica del

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plasma disminuida por debajo del valor normal, el volumen del líquido extracelular aumentado y el alcohol.

Así pues, la hormona antidiurética contribuye a la regulación de la acidez o basicidad del líquido extracelular realizando una excreción de orina ácida, por el efecto de la retención de agua que produce dicha hormona, lo que consigue aumentar la retención de agua con exceso de solutos y regular la presión osmótica, el volumen de los fluidos corporales y, reducir la cantidad de ácido en el líquido extracelular.

2. ALDOSTERONA La aldosterona es una hormona secretada por la zona glomerular de la corteza suprarrenal (capa más externa) gracias a la enzima que contienen, la llamada aldosterona sintetasa, necesaria para su síntesis, y al colesterol, precursor de ésta y el resto de hormonas corticosuprarrenales. Una vez sintetizadas, excretadas a la circulación (mecanismos que veremos posteriormente) y realizado su efecto, son metabolizadas en el hígado donde son

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derivados a productos de menor efecto biológico gracias a la reducción de su anillo A y a la conjugación con ácido glucorónico o sulfatos para, posteriormente, ser excretados por la orina. Los receptores de la aldosterona se sitúan en la superficie nuclear de las células que componen distintas partes del organismo como son los túbulos distales y colectores del riñón, las glándulas sudoríparas y salivales y las células epiteliales intestinales. En el caso de las células renales, una vez en el interior del núcleo de dichas células, activa la expresión de la ATPasa Na+/K+, el número de canales para Na+ y para K+ y la ATPasa de H+. Con esto se consigue los siguientes efectos: favorecer la reabsorción de sodio y, al mismo tiempo, la secreción de potasio por las células principales de los túbulos colectores renales y, en menor medida, de los túbulos distales y los conductos colectores; esto conlleva a un aumento de sodio en el líquido extracelular y a una eliminación de potasio en dicho líquido. Junto a la reabsorción de sodio, se une la reabsorción de agua ya sea por ósmosis en dichos túbulos, o por estimulación el centro regulador de la sed y se inicia el consumo de agua. A este mecanismo de reabsorción de sodio y agua y secreción de potasio se le ha de añadir que, la aldosterona, también provoca el intercambio de H+ por iones Na+ en las células intercaladas de los túbulos colectores corticales, disminuyéndose así la [H+] en el líquido extracelular. Por otra parte, la aldosterona ejerce casi los mismos efectos sobre las glándulas sudoríparas y salivales que sobre los túbulos renales. Estas glándulas producen una secreción primaria que contiene grandes cantidades de cloruro sódico, aunque gran parte de dicho cloruro se reabsorbe tras su paso por los conductos excretores, mientras que los iones bicarbonato y potasio se excretan. La aldosterona aumenta de manera considerable la reabsorción de cloruro sódico y la secreción de potasio por los conductos. El efecto sobre las glándulas sudoríparas posee interés por su utilidad para conservar la sal del organismo en ambientes cálidos y el efecto sobre las glándulas salivales permiten conservar la sal cuando se pierden cantidades excesivas de saliva. En el caso del tubo digestivo, la aldosterona potencia mucho la absorción intestinal, sobretodo en el colon, evitando así la pérdida fecal de sodio. Por el contrario, cuando existe un déficit de aldosterona, el sodio apenas se reabsorbe, con lo que tampoco se absorben el cloruro ni otros aniones, ni siquiera agua, lo que provoca diarrea y aumenta las pérdidas salinas del organismo. La regulación de la aldosterona viene dada por mecanismos que aumentan y disminuyen su secreción. Los mecanismos que la aumentan son: el incremento de la concentración de iones potasio en el líquido extracelular, el aumento de la concentración de angiotensina II en el líquido extracelular y la ACTH secretada por parte de la adenohipófisis necesaria para la

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secreción de aldosterona, aunque el poder regulador sobre la velocidad de secreción es mínimo en la mayoría de los trastornos fisiológicos sobre esta hormona. Los mecanismos que la disminuyen son: la dopamina que inhibe la respuesta de la aldosterona a la angiotensina y a la ACTH, y el péptido natriurético auricular que regula el volumen de líquido extracelular y el sodio corporal, disminuyendo la secreción de aldosterona. Por lo tanto, la aldosterona provoca el aumento de sodio y agua en el líquido extracelular y la disminución de potasio e hidrogeniones en el mismo, manteniendo el pH sanguíneo en sus valores normales. En el caso de que hubiera un exceso de aldosterona, se produciría lo que conocemos como alcalosis metabólica debido al potenciamiento de dichas reabsorciones y secreciones. Es por eso, por lo que esta hormona juega un papel importante en la regulación ácido-básica

3. OTRAS HORMOMAS Y SUSTANCIAS PÉPTIDO NATRIURÉTICOS Entre este tipo de péptidos encontramos: el péptido natriurético auricular (más importante), el péptido natriurético cerebral, el péptido natriurético tipo C y la urodilatina. El péptido natriurético atrial se sintetiza fundamentalmente en las células auriculares cardíacas. Los receptores de dichos péptidos se encuentran en el glomérulo, los vasos rectos y difusamente repartidos en la médula interna. Todas sus acciones están mediadas por un aumento en la [GMPc] que actúa como segundo mensajero. La principal acción del péptido atrial natriurético es aumentar la capacidad de excretora renal, aunque también tiene efecto dilatador sobre el músculo liso vascular. La concentración plasmática de este péptido, es directamente proporcional a la presión auricular, de forma que su liberación es mayor en las situaciones en las que esta presión está aumentada. Esta liberación provoca un aumento de la

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eliminación urinaria de sodio y agua, un descenso del volumen extracelular y la normalización de la presión arterial así como del pH del líquido extracelular. El efecto del péptido natriurético auricular sobre la capacidad excretora es debido a un descenso de la reabsorción en varios segmentos tubulares tanto proximal, distal como colector. Su efecto se encuentra regulado por el aumento de la presión hidrostática intersticial y el descenso de los niveles endógenos de angiotensina II y aldosterona. En el caso de la urodilatina es un péptido natriurético de origen renal (túbulos renales distales), que actúa sobre los conductos colectores renales y; en el caso del péptido natriurético cerebral (cuya síntesis tiene lugar en el ventrículo cardíaco ) y el péptido natriurético de tipo C, provocan también diuresis, natriuresis y relajación del músculo liso.

PARATOHORMONA La hormona paratiroidea es una hormona polipeptídica sintetizada en las glándulas paratiroides. Sus receptores se encuentran localizados en muy diversas localizaciones como son el hueso, el riñón y el intestino. En el hueso, la paratohormona se encarga de la resorción de calcio y fosfato gracias a que, en la membrana de los osteoblastos y los osteocitos encontramos receptores para la PTH. En ellos, la PTH activa la bomba de calcio provocando así la rápida extracción de los cristales de fosfato cálcico asociados a los cristales de hueso amorfo situados alrededor de ellos. Por otra parte, la paratohormona activa a los osteoclastos gracias al envío de señales secundarias por parte de los osteoblastos y osteocitos, porque los osteoclastos no poseen receptores para la PTH, y éstos comienzan con la resorción ósea. En el riñón, produce una pérdida rápida e inmediata de fósforo, por la disminución de la reabsorción tubular proximal de los iones fosfato, con el fin de aumentar la resorción tubular de iones calcio que se realiza, en su mayor parte, en la parte final de los túbulos distales y en los túbulos colectores y en la parte proximal de los conductos colectores. También incrementa, a este nivel, el ritmo de resorción de iones magnesio e hidrógeno, al mismo tiempo que reduce la resorción de iones sodio, potasio y aminoácidos.

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A nivel intestinal, facilita la absorción de calcio y de fosfato, a través de fomentar la formación de 1,25 – dihidroxicolecalciferol a partir de vitamina D en los riñones. Todo esto va a conllevar el aumento de ambos iones, calcio (sobretodo) y fosfato, a nivel del líquido extracelular, lo que afectará al pH del mismo, sobretodo, los iones fosfato, participantes en el tampón fosfato visto con anterioridad amortiguador, junto con el tampón bicarbonato, del pH.

OSMORRECEPTORES Existen quimiorreceptores situados a lo largo de toda la extensión del organismo, encargados de medir la [CO2] situados sobretodo en los receptores del bulbo raquídeo o de su superficie y de los cuerpos carotídeos y aórticos, la [O2] arterial situados en los receptores de los cuerpos carotídeos y aórticos, la concentración de glucosa, aminoácidos, ácidos grasos sanguíneos situados en los receptores del hipotálamo y, los que más nos interesa pero no por ello son más importante, los que miden la osmolalidad del líquido circulante situados en las neuronas de los núcleos supraóptico o de sus inmediaciones y los que miden el valor de pH y que se sitúan también en los cuerpos carotídeos y aórticos. Todos ellos detectan modificaciones en a concentración de cualquiera de las sustancias nombradas con anterioridad, trasmitiendo señales nerviosas a los diversos centros reguladores encefálicos para regular la actividad de aquellos órganos que intervengan en la regulación ácido-base del organismo.

Este tipo de regulación, la regulación endocrina y de diversas sustancias de la misma índole, no se encargan de la regulación ácido-base de manera directa como lo pueden hacer los sistemas amortiguadores sanguíneos, pulmonar o renal gracias a los sistemas tampones que éstos poseen; sino que contribuyen de manera indirecta, regulando la cantidad de iones disueltos en el líquido extracelular ejerciendo sus efectos sobre ellos o detectando los cambios de pH del líquido que circula por ellos, y haciendo que, en conjunto, la respuesta reguladora del equilibro ácido-base sea unificada y con la potencia requerida en cada momento. Por todo esto, hemos dedicado un pequeño apartado a estos grandes reguladores indirectos.

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ESQUEMA- RESUMEN


BIBLIOGRAFÍA - Pocock G, Richards CD. Fisiología Humana: La base de la medicina. Barcelona: Masson, 2002. - Hall JE, Guyton AC. Tratado de fisiología médica. 12ª Ed. Barcelona: Elsevier, 2011. - Ganong WF. Fisiología Médica. 23ª Ed. México: McGraw-Hill, 2010. - Tresguerres JAF. Fisiología Humana. 2ª Ed. Madrid: McGraw-Hill, 1999. - Ramos Gómez, LA. Bases para la interpretación del equilibrio ácido-base, disponible en: http://www.slideshare.net/lramosgomez/interpretacin-delequilibrio-cidobase - Fernández Otoya, L. Regulación del equilibrio ácido-base, disponible en: http://www.slideshare.net/leamotoya/regulacin-del-equilibrio-acido-base

Equilibrio Ácido-Base  

Trabajo del Grupo Tutorizado de Fisiología Médica I, 1ºC de Medicina. Facultad de Medicina y Odontología. Universidad de Valencia.

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