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REGULACION DEL PH FISIOLOGICO
Nuestro organismo tiene la capacidad de regular el pH mediante 3 procesos:
1) El buffer de los líquidos corporales.
2) El buffer respiratorio.
3) El buffer renal.
EL BUFFER DE LOS LIQUIDOS CORPORALES
El buffer de los líquidos corporales es el que actúa de forma más inmediata. Existen varios
amortiguadores en los líquidos corporales como las proteínas, la Hb, los fosfatos, pero el más
importante es el amortiguador bicarbonato.
Cuando aumenta la concentración de protones en los líquidos corporales, el bicarbonato por su
capacidad buffer puede captar esos protones, en cambio, si disminuye la concentración de
protones, el bicarbonato puede liberar protones al medio para mantener el valor del pH normal.
El ion bicarbonato se une a los protones que hay en el medio formando acido carbónico, éste ácido
por medio de la enzima anhidrasa carbónica puede desdoblarse en CO
2
y H
2
O. El agua va hacia el
medio (agua metabólica) y el CO
2
se dirige hacia los pulmones en donde va a ser expulsado mediante
el intercambio gaseoso.
Cuando hay un incremento en la PCO
2
, aumenta la formación de ácido carbónico y, por lo tanto,
aumenta la liberación de protones al medio, ya que este ácido por medio de la enzima anhidrasa
carbónica se desdobla en H
+
y HCO
3
-
. Es por esto que el CO
2
siempre se considera como el
componente ácido de los procesos ácido/base del organismo.
Guiándonos con la ecuación de Henderson-Hasselbalch podemos decir que el bicarbonato es
directamente proporcional al valor del pH y que la PCO
2
es inversamente proporcional al pH. Ya que
cuando aumenta la PCO
2
el pH disminuye (porque aumenta la formación de ácido carbónico) y,
cuando aumenta el bicarbonato el pH aumenta.
Ejemplo, como actúa el buffer de los líquidos corporales:
Supongamos que tenemos a un tejido cualquiera, y por determinada situación metabólica en éste
aumenta la concentración de protones. Esto hará que actúe el amortiguador bicarbonato captando
esos protones para formar ácido carbónico, el cual se desdobla en CO
2
y H
2
O, por lo tanto, el CO
2
se
ve aumentado y se dirige hacia los pulmones para ser expulsado durante la espiración.
BUFFER RESPIRATORIO
Esta regulación es intermedia, actúa luego del buffer de los líquidos corporales.
El CO
2
es transportado en el plasma sanguíneo de tres formas: como ion bicarbonato (HCO
3
-
), unido
a la hemoglobina formando carbaminohemoglobina (no confundir con carboxihemoglobina, que es
la unión de la Hb con el monóxido de carbono), y por ultimo como un gas libre en el plasma.
El bicarbonato se transporta por vía sanguínea hacia el pulmón, en donde se va a unir con un protón
para formar ácido carbónico y por medio de la anhidrasa carbónica (AC), éste se desdobla en agua y
2
CO
2
. El agua es eliminada como vapor, y el CO
2
es eliminado mediante la hematosis, proceso en el
que se expulsa CO
2
y se incorpora O
2
durante la ventilación pulmonar.
A nivel de la respiración externa:
El O
2
inspirado ingresa en los capilares pulmonares para unirse a la hemoglobina, la cual tiene
unido un protón. Cuando el O
2
se une a la Hb, ésta libera el protón al medio, el cual espera a otro ion
bicarbonato para formar ácido carbónico, y luego CO
2
y agua.
A nivel de la respiración interna o tisular:
Los eritrocitos con oxihemoglobina llegan a los tejidos en donde la Hb libera el O
2
que difunde hacia
el interior de los mismos gracias a que la PO
2
en los capilares es mayor que la PO
2
en los tejidos. El
O
2
que ingresa en las células es necesario para que ocurran los procesos metabólicos que dan como
producto CO
2
, el cual se une al agua en el interior de las células para formar ácido carbónico que por
medio de la enzima AC se disocia en protones y bicarbonato. Los protones se unen a la hemoglobina
en el interior de los eritrocitos, mientras que el bicarbonato, que lleva consigo al CO
2
, se transporta
libre en el plasma hacia los pulmones.
En los capilares pulmonares el CO
2
es “liberado” de el bicarbonato por la reacción catalizada por la
AC, y el protón es liberado de la Hb por la llegada de una molécula de O
2
.
El aumento en la concentración de protones en el interior de las células en los tejidos hace que
aumente la formación de ácido carbónico y por lo tanto la liberación de CO
2
por parte de éste. El CO
2
liberado viaja hacia los capilares pulmonares en donde puede unirse al agua para volver a formar
ácido carbónico y liberar protones. Como el CO
2
que llega a los pulmones se encuentra aumentado,
también se ve aumentada la concentración de protones en la sangre.
Estos protones que circulan por los vasos llegan a los capilares en el encéfalo en donde pasan hacia
el líquido cefalorraquídeo. El aumento en la concentración de H
+
en LCR es detectado por los
quimiorreceptores del centro respiratorio en el bulbo que activan al área inspiratoria para
aumentar la frecuencia respiratoria. Dicho aumento se produce para poder eliminar de manera más
rápida todo el CO
2
(carga ácida) acumulado que está provocando la acidez del pH.
BUFFER RENAL
Este es el buffer tardío. El riñón tiene la capacidad de regular el pH mediante 3 formas diferentes:
- Por la secreción de H
+
- Por la reabsorción de HCO
3
-
- Por la producción de nuevos HCO
3
-
1) SECRECION DE H
+
Y REABSORCION DE HCO
3
-
Cuando se produce la filtración del plasma sanguíneo en la capsula de Bowman, entre todos los
solutos que se filtran, se encuentran el Na
+
y el bicarbonato. El Na
+
va a ser reabsorbido por un
contratransporte de Na
+
/H
+
en el cual; por cada Na
+
reabsorbido, se secreta un H
+
a la luz del túbulo
proximal. El protón que ahora se encuentra en la luz del túbulo reacciona con el bicarbonato filtrado
para producir ácido carbónico el cual se disocia en CO
2
y agua. El agua sigue su curso en la
formación de la orina, y el CO
2
, como es un gas, difunde hacia el interior de las células del túbulo en
donde vuelve a juntarse con el agua para formar ácido carbónico el cual se desdobla en ion
En el túbulo
proximal de la
nefrona.
3
bicarbonato y protón. El ion bicarbonato formado equivale a un bicarbonato reabsorbido y el protón
liberado se utiliza para el contratransporte de Na
+
/H
+
.
➢ En situaciones de acidosis metabólica → el riñón regula el pH mediante la secreción de protones
y la reabsorción de bicarbonato. Un aumento en la concentración de protones en el interior de las
células del túbulo proximal hace que se secrete mucho más protón hacia la luz del túbulo, lo cual,
a su vez, provoca un aumento del CO
2
en el tubo que va a difundir a las células aumentando de
esta manera la reabsorción de bicarbonato y amortiguando el pH.
➢ En situaciones de alcalosis → el riñón va a intentar guardar la mayor cantidad posible de
protones, por lo tanto la secreción de éstos en el túbulo proximal se va a ver disminuida, como así
también, la reabsorción de bicarbonato. Por lo tanto, el bicarbonato que se filtre se va a ir junto
con la orina.
2) PRODUCCION DE NUEVOS HCO
3
-
El CO
2
que difunde desde el intersticio celular hacia el interior de las células del túbulo proximal,
reacciona con el agua para formar ácido carbónico por medio de la AC para luego disociarse en
protón y bicarbonato. El bicarbonato formado de ésta manera (de novo) se reabsorbe hacia el
interior de los capilares peritubulares.
→
En el túbulo colector de la nefrona en el riñón se encuentran las células intercaladas, las cuales
tienen la capacidad de regular el pH
: estas células pueden reabsorber HCO
3
-
y K
+
, y secretar H
+
.
Cuando disminuye el pH a nivel de los líquidos corporales, éstas células tienen la capacidad de
bombear protones hacia la luz del túbulo de dos maneras; primero, por un intercambiador K
+
/H
+
, en
el cual por cada K
+
reabsorbido se secreta un protón, y segundo, por una bomba de protones que
bombea a estos activamente hacia la luz del túbulo.
Los protones bombeados hacia la luz del túbulo se unen allí al bicarbonato filtrado para formar
ácido carbónico que se desdobla en CO
2
y agua. El CO
2
difunde hacia el interior de las células
intercaladas donde vuelve a reaccionar con el agua para formar ácido carbónico, el cual libera
protones y bicarbonato. El bicarbonato así formado puede difundir hacia los capilares peritubulares
y allí unirse a los protones para neutralizarlos, por otro lado, el protón liberado por la reacción de la
anhidrasa carbónica, es utilizado para la bomba de protones o para el intercambiador K
+
/H
+
en la
membrana apical de dichas células.
Cuando el pH sube, es decir, cuando la sangre es más alcalina que lo normal, las células
intercaladas pueden aumentar la secreción de iones bicarbonato hacia la luz del túbulo colector,
como así también, aumentar la reabsorción de protones hacia los capilares peritubulares.
4
INTEGRACION!!
➢ ACIDOCIS METABOLICA (caracterizada por pH bajo, bicarbonato bajo y CO
2
bajo):
Cuando se produce una acumulación de compuestos ácidos producto de metabolismo como el
lactato, se produce un aumento en la concentración de protones a nivel tisular. Este aumento en los
protones va a ser amortiguado por el buffer de los líquidos corporales, es decir, que el bicarbonato
se va a encargar de neutralizar los protones formando ácido carbónico, el cual se desdobla en CO
2
y
agua. Este CO
2
formado se expulsa por los pulmones.
Si la acidosis persiste, va continuar aumentando la concentración de protones que van a ser
amortiguados por el bicarbonato. Pero puede llegar un momento en el que la concentración de
bicarbonato disminuya dado que se está consumiendo mucho de éste para neutralizar a los
protones. En este caso lo que ocurre es que los protones, que siguen altos en el medio, estimulan a
los quimiorreceptores del bulbo lo cual produce un aumento en la frecuencia respiratoria, para que
se libere la mayor cantidad posible de CO
2
(carga ácida), por lo tanto, como consecuencia, también
se va a ver disminuida la PCO
2
y ahí es cuando entra en juego el buffer renal. El riñón, en primer
lugar, va a aumentar la secreción de protones en la orina, por lo tanto, también se va a ver
aumentada la reabsorción de bicarbonato producto de los H
+
secretados. Por otro lado, se aumenta
la producción de novo de bicarbonato en el túbulo proximal. Estos mecanismos van a generar que el
bicarbonato que estaba disminuido vuelva a niveles dentro de todo normales.
➢ ACIDOCIS PULMONAR (caracterizada por pH bajo, bicarbonato alto y CO
2
alto)
5
Cuando ocurre una alteración pulmonar el CO
2
no va a poder eliminado correctamente, lo cual va a
causar un aumento en la PCO
2
y por consiguiente un aumento en la concentración de protones en el
medio, los cuales estimulan al centro respiratorio en los quimiorreceptores para aumentar la
frecuencia respiratoria y así eliminar el CO
2
que se encuentra en exceso. Pero este intento de
regular el pH no va tener mucha relevancia ya que el origen dicha condición está en los pulmones.
Por lo tanto, el CO
2
se sigue acumulando y es necesario que comience a actuar el buffer renal, el cual
va a aumentar la secreción de protones en la orina y la reabsorción de bicarbonato, como así
también la producción de bicarbonato a partir del CO
2
acumulado.
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