Equilibrio Ácido-Base

El equilibrio ácido-base se refiere al mantenimiento del pH sanguíneo en un rango fisiológico estrecho (7.35–7.45). Este equilibrio es esencial para:

• Actividad enzimática eficiente.
• Integridad de las membranas celulares.
• Distribución iónica correcta (K⁺, Ca²⁺, Na⁺).
• Transporte y liberación de oxígeno.
• Estabilidad neuromuscular y cardiovascular.

Cualquier alteración, ya sea acidosis (pH < 7.35) o alcalosis (pH > 7.45), puede alterar funciones fisiológicas clave y llevar a complicaciones graves. Un pH arterial menor a 6.8 o mayor a 7.8 es generalmente incompatible con la vida (McCance & Huether, 2019).

Importancia Biomédica

En medicina, el equilibrio ácido-base es vital en situaciones clínicas como:

• Enfermedad renal crónica (acidosis metabólica).
• Enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) (acidosis respiratoria).
• Sepsis, intoxicaciones, trastornos endocrinos.
• Manejo de pacientes críticos en terapia intensiva.
• Interpretación de gasometrías arteriales.

La corrección oportuna del pH en estos casos puede ser la diferencia entre la vida y la muerte (Sabatini et al., 2021).

Sistemas Amortiguadores (Buffers)

Los amortiguadores son mezclas de un ácido débil y su base conjugada (o viceversa), capaces de neutralizar cambios rápidos en la concentración de H⁺ o OH⁻. Son la primera línea de defensa frente a alteraciones del pH.

Principio de Acción

La capacidad amortiguadora se basa en la reacción reversible:

Cuando el pH tiende a bajar (exceso de H⁺), el sistema capta protones. Cuando tiende a subir, libera H⁺.

Principales buffers fisiológicos

Sistema Bicarbonato (H₂CO₃ / HCO₃⁻)

• Ubicación: Principalmente en el plasma extracelular.
• Reacción:

• Mecanismo:
  • El CO₂ actúa como ácido volátil, regulado por los pulmones.
  • El HCO₃⁻ es regulado por los riñones, que lo reabsorben o eliminan.
• Ejemplo clínico: En acidosis metabólica, el bicarbonato disminuye, y el sistema respiratorio compensa aumentando la ventilación para eliminar CO₂.

Sistema Fosfato (H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻)

• Ubicación: Principalmente en líquido intracelular y túbulos renales.
• Reacción:

• Función: Aumenta la excreción renal de H⁺ y mantiene el pH urinario.
• Ejemplo clínico: Ayuda a eliminar ácidos fijos en insuficiencia renal compensada.

Proteínas Intracelulares y Plasmáticas

• Ejemplo: Hemoglobina en los eritrocitos.
• Función: Posee grupos amino (–NH₂) y carboxilo (–COOH) que captan o liberan H⁺.
• Efecto Bohr: En presencia de mayor H⁺ o CO₂, la hemoglobina libera más O₂ a los tejidos.
• Otras proteínas: Albúmina y globulinas también tienen capacidad tamponadora en el plasma.

Otros Buffers:

• Amortiguador amoniaco/amoniaco ionizado (NH₃/NH₄⁺): En el riñón, ayuda a eliminar H⁺ en forma de NH₄⁺.

Compensación fisiológica del pH

Cuando los buffers se saturan, el cuerpo recurre a:

• Compensación pulmonar: Hiperventilación (↓CO₂ → ↑pH) o hipoventilación (↑CO₂ → ↓pH) (Devlin, 2011).
• Compensación renal: Reabsorción de bicarbonato, excreción de H⁺ y producción de NH₄⁺.

Estas respuestas son más lentas que los buffers, pero sostenidas.

Referencias

Devlin, T. M. (2011). Bioquímica: Libro de texto con aplicaciones clínicas (7.ª ed.). Reverté

Kraut, J. A., & Madias, N. E. (2010). Metabolic acidosis: pathophysiology, diagnosis and management. Nature Reviews Nephrology, 6(5), 274–285. https://doi.org/10.1038/nrneph.2010.33

McCance, K. L., & Huether, S. E. (2019). Understanding pathophysiology (6th ed.). Elsevier Health Sciences.

Sabatini, S., Kurtzman, N., & Mahapatra, S. (2021). Acid-Base Imbalance. In StatPearls. StatPearls Publishing. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482481/