Teorias Equilibrio Acido Base 2

5/26/2018 Teorias Equilibrio Acido Base 2

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EVOLUCION DEL EQUILIBRIO

ACIDO BASEHECTOR FABIO LONDOO A

INTERNISTAINTENSIVISTA.

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DEFINICION

La palabra cido viene

de la raz latina acere

que quiere decir agrio.

Los lcali (del rabe:

Al-Qaly , ,ceniza) son xidos,hidrxidos y carbonatos

de los metales alcalinos.

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HISTORIA

La historia del equilibriocido-base puederemontarse al siglo XVIcuando el suizo TeofrastoParacelso plante la teorade que algunasenfermedades eran

causadas por depsitosalcalinos y necesitabancidos para su curacin.

3

Philippus Aureolus Bombast von Hohenheim

14931541
http://redes-cepalcala.org/olivaryescuela/divulgacion/3_Feria_Sevilla/Proyecto/paracelso.jpghttp://redes-cepalcala.org/olivaryescuela/divulgacion/3_Feria_Sevilla/Proyecto/paracelso.jpg


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HISTORIA

En 1692 Newton planteque los cidos se

caracterizaban por tener

una gran fuerza deatraccin y por tantotodo lo que atrae y esatrado con fuerza puede

ser llamado cido.

Sir Isaac Newton (1643-1727) 4


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Leyes de los gases

LOS PRECURSORES

Robert Boyle (1627-1691)John Dalton (1766-1844).

William Henry (1774-1836)

Joseph Louis Gay-Lussac (17781850)

Lorenzo Avogadro (1776 1856)

Michael Faraday (1791 -1867)

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HISTORIA

Robert Boyle (1627-1691)Qumico y fsico Irlands,

"La Presin es inversamenteproporcional al volumen.

John Dalton (1766-1844).Cientfico ingles que en 1801

propuso la ley de las presionesparciales.

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Leyes de los gases

Ley de Boyle Ley de Dalton

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HISTORIA

William Henry (1774-1836) Quimico y fisicoinglesen (1802):"Los gases disueltos en un

liquido son proporcionalesa sus presines parciales."

Joseph Louis Gay-Lussac(17781850) Fisico frances:

en (1808) "La Presin esproporcional a latemperatura absoluta"

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Ley de Henry 2 Ley de Gay Lussac

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HISTORIALorenzo RomanoAmedeo

Carlo Avogadro

(17761856) Quimico yfisico italiano en (1811)

Volmenes iguales detodos los gases a la mismatemperatura y presincontienen igual nmero de

molculas.Numero de Avogadro

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Ley de Faraday

Campos electricos

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MICHAEL FARADAY

1791 - 1867

Fsico ingles en 1833: Acula terminologa (ion, anin,

nodo, etc.) y establecilas leyes de la electrolisis.


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HOMEOSTASIS

En 1865 el fisilogoClaude Bernardobserv que laconstancia del mediointerno era esencial

para la vida.(HOMEOSTASIS)

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DR. Claude Bernard (1813-1878)


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HISTORIA

En 1877 Friedrich Waltermidi por primera vez eldixido de carbono en elplasma y trat exitosamente

con bases una acidosismetablica.

En la misma dcada AdolphKussmaul describi la

hiperventilacin en laacidosis metablica deldiabtico

13Adolph Kussmaul


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Autoregulacion

En 1932 Walter Cannon,tambin fisilogo,introdujo al concepto dehomeostasis laautorregulacin dinmica

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Walter Cannon 1871 1945


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GENERALIDADES

La vida es posible slodentro de parmetrosestrechos de pH sanguneo( en el hombre valores por

debajo de 6.8 o encima de7.8 son incompatibles conla vida ) por lo que elorganismo est dotado demecanismos paramantener esta variablefisiologica.

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HOMEOSTASIS

El equilibrio acido base o el mantenimiento

de una regulacion neutra del pH para

mantenerlo alrededor de 7.4 (7.35-7,45) en el

liquido extracelular se hace por excrecion de

dioxido de carbono por el pulmon y acidoso bases no carbonicos por los riones.


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GENERALIDADES

En condiciones normales losprocesos metablicosoriginan sustancias cidas.

Sin embargo el pHsanguneo se mantiene enrangos fisiolgicos, debido aque las concentraciones deiones hidrgeno en loscompartimentos extra eintracelulares son establesen su produccin yeliminacin

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H+ hidrogenion El H+ tiene una alta

densidad de carga y subaja relacin carga-masa,le confiere unos camposelctricos muy grandes ylo hace especialmentecapaz de interactuar conlos enlaces quimicos,ampliamente distribuidosen la naturaleza.

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HISTORIA

Jacobus Henricus van't HoffQumico holands que en

1887 presento su trabajodonde relaciono las "leyes delos gases" con la conducta dela presin osmtica en las

soluciones.

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Jacobus Henricus van't Hoff18521911

PREMIO NOBEL QUIMICA 1901


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HISTORIA

En 1887 el qumico suecoSvante Arrhenius, en suTeora de la Disociacinelectroltica, fue el primeroen asociar la acidez a ladisociacin de los iones H+.

HA A

+ H+

Prob que las sales y cidosdisueltos estn ionizados.

Svante Arrhenius

Premio Nobel de qumica en 1903 20


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La definicin de Arrhenius'

Un cido tambin puede ser definido

como cualquier sustancia queproduce una concentracinaumentada de iones de hidrgeno

cuando es disuelto en agua.

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Costante de disociacin

Puesto que el agua est disociada en unapequea extensin en iones OHy H3O

+,tenemos que

H0 *H+][OH]

Kw = [H+][OH+/ H0

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HISTORIA

Entre 1901 y 1909 el quimico danesSrensenintrodujo el trmino y laescala logartmica de pH.

Expreso la concentracin de iones

hidrgeno como el logaritmonegativo en base 10 y lo denominopH.

Desarrolla el electrodo dehidrgeno para uso biolgico.

Acu el trmino "buffersustancias qumicas que atenanlos cambios de pH en lassoluciones.

Sren Peter Lauritz Srensen

1868-193923


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Potencial de Hidrgeno = pH

Fraccionario Decimal Exponencial -Log

1/10 0,1 10-1

1

1/1000 0,001 10-3 3

1/10000000 0,0000001 10-7 7


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DISOCIACION

De cada 107de molculas de agua, slo una seencuentra ionizada (1/10000000).

H2O H3O+ + OH-10000000 H2O 1 H3O

+ + 1 OH-

1 H+ + 1 OH-

Se utiliza el smbolo H+, en lugar de H3O+

25


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Definicion de pH = Potencial de Hidrogeno

10000.000 H2O 1 H3O+ + 1OH-

Se utiliza el smbolo H+, en lugar de H3O+

10000.000 H2O 1 H+ + 1 OH-

1 H2O = [H+]-7 x [OH-]-7

El producto :

[H+]-7 [OH-]-7 = 10 -14 = Kw

Kw = [H+]-7 [OH]-7

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El producto 10-14

= [H+

]-7

[OH-

]-7

= Kw

Kw = [H+]-7 [OH]-7

10 = [H+] .[OH-]

10 = [H+] .[H+]

10 = [H+] ( )

10 = [H+]

log 10 = log [H+] (-/+)

-log[H+] = Ph = 7

27

Definicion de pH = Potencial de Hidrogeno


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HISTORIA Lawrence Joseph Hendersonqumico estadounidense en 1908descubri el poder tampn del CO2.

Aplic la ley de accin de masas,estableciendo que la [H+](protones) es igual a una constanteR1multiplicada por el cociente

entre las concentraciones delbicarbonato y el cido carbnico.

H2CO3 H+ +HCO3

[H+

] = R1* ([HCO3] / [H2CO3])

R1 = [H+] * ([HCO3]/ [H2CO3])

28

Lawrence Joseph HendersonHenderson JL. Das Gleichgewicht zwischen Basen UndSauren im Tierischen Organismus.

Ergebn Physiol 8:254, 1909.


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LEY DE ACCION DE MASASEn 1909 Henderson :

CO2+ H2O H2CO3 H++HCO3

Reorganiz la ecuacin para permitir el clculo del pH: [H2CO3] [H

+ ] +[HCO3]

K1 = ( [H+]* [HCO3

] )/ [H2CO

3]

[H+] = (K1* [HCO3] )/ [H2CO3]

CO2+ H2O H2CO3 K2 = ([CO2]* [H2O] ) / [H2CO3] Y si el H2O se considera como constante: [H2CO3] = K3 X [CO2] Despus se sustituye el H2CO3 : [H+] = K4*[CO2]/ [HCO3

] K1, K2, K3 y K4 son constantes numricas diferentes.

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HISTORIA

Karl Albert Hasselbalch,qumico dans, integra lasformulas de Soren Peter

Sorensen y LawrenceHenderson, desarrollando laecuacin de Henderson-

Hasselbalch

Karl Albert Hasselbalch

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Hasselbalch KA, Gammeltoft A. Die neutralitatsregulationdes graviden organismus.Biochem Z. 68:206, 1915.


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Titulacion de la acidez del CO2

31

En 1912 realizo la titulacin de la acidez con el CO2.


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ECUACION DE HENDERSON - HASSELBALCH

Karl Albert Hasselbalch ( 1874 - 1962) En 1915 reorganizlogartmicamente la ecuacin de Henderson:

[H+] =K4*[CO2]/ [HCO3]

pH = pK + log [HCO3

]/ ([CO2]

Introdujo la PCO2dentro de la ecuacin en lugar del CO2:

pH = pK+ log [HCO3]/ S CO2* pCO2pH = pK log [HCO3

/(0.03 pCO2)]

La S CO2es el coeficiente de solubilidad para el CO2

pKes el logaritmo negativo del equilibrio constante de K4.32


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HCO3-

pH = pK + log H2CO3pH = 3.5 + log (24/0.003)

pH = 3.5 + log 8000

pH = 3.5 + 3.9 = 7.4HCO3

-pH = pK + log

pCO2* solubilidad

pH = 6.1 + log (24/ (40*0.03)

pH = 6.1 + log (24/1.2)

pH = 6.1 + 1.3 = 7.4 33

ECUACION DE HENDERSON - HASSELBALCH


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HISTORIA

En 1923 el danes JohannesBrnsted y el ingles ThomasLowry, proponen una nuevadefinicin de cido:

Acido es una sustancia quedona iones hidrgeno ensolucin .

Base: la que acepta protones

o hidrogenos ionizados. Conocida como definicin de

Brnsted -Lowry.

Johannes N. Brnsted 34


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HISTORIA

Ellos tambin declararon quecuando un cido se ioniza en

el agua, el in de hidrgeno"libre" a menudo es atado aH2O para hacer H3O

+.

2H2O 1 H3O+ + 1OH-

35Thomas Martin Lowry


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Desordenes acido base

36


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Se acept el concepto que el H+ ingresa alorganismo y es eliminado a travs del rin.

Durante su paso por el organismo, suconcentracin es regulada por el bicarbonatoquien se encarga de tamponar el excesoeventual en la [H+], gracias a mecanismos de

reabsorcin y regeneracin de bicarbonato,creados en el rin y el estmago.

37


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Henderson Hasselbalch

38


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HENDERSON HASSELBALCH

ESTA FORMULACION HA SIDO POR LOSULTIMOS 94 AOS, LA BASE MATEMATICA Y

QUIMICA PARA EXPLICAR EL EQUILIBRIO

ACIDO BASE EN LA FISIOLOGIA.SIN EMBARGO EN LOS ULTIMOS 25 A 30 AOS

SE HA CUESTIONADO SU CAPACIDAD PARAEXPLICAR TODOS LOS FENOMENOS DE

DESEQUILIBRIO ACIDO BASE, COMOVEREMOS.

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HISTORIA En 1923, El estadounidense

Lewis amplio la definicinreacciones que no implicantomos cidos (cidos deLewis). [cidos dbiles]

Las sustancias que puedenceder pares de electrones son

bases de Lewis Las sustancias que pueden

aceptar pares de electronesson cidos de Lewis.

El cido debe tener su octetode electrones incompleto y labase debe tener algn par deelectrones solitarios.

Gilbert Newton Lewis (1875- 1946)

40


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HISTORIA

1924: Donald Dexter Van Slyke(1883- 1971) Estadounidenseque disea el aparato de

medicin de las cantidades deCO2 disuelto en la sangre.

Multiples estudios sobre

casos clinicos de acidosismetabolica, aplicando en laecuacin de Henderson-Hasselbalch

41Donald Dexter Van Slyke
http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=571&page=308


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Ecuacion de Van Slyke

Van Slyke : a- 24.4 = - (2.3 X b+ 7.7) X (c- 7.40) + d/(1 - 0.023 X b)

Donde:

a= concentracion bicarbonato en plasma/(mmol/l),b= concentracion hemoglobina en sangre/(mmol/l),

c= pH del plasma a 37 grados C,

d= base excess concentracion en sangre/(mmol/l)

Tiene en cuenta los efectos buffer de la HB y su concentracion.

42

Scand J Clin Lab Invest Suppl. 1977; 37(146):15-20.

HISTORIA


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HISTORIA 1948: Singer and Hastings proponen :

El buffer base (BB) que definen como : la suma del HCO3 mas los buffer de acidos debiles novolatiles.

43


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Compartimentos y Buffers

44


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Limitaciones de Henderson Hasselbalch

Se infiere que el CO2y el HCO3son variables

que determinan el sistema que corrige las

alteraciones de la [H+ ].

Sin embargo, est claro que cualquier cambio

en la pCO2causar cambios en la HCO3,

motivo por el cual la concentracin de HCO3no

puede ser utilizadaper se como un indicador de

alteraciones metablicas.

Es lo que se llama VARIABLES ACOPLADAS45


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Maquina de gases sanguineos

1958:

Jonh Severinghaus

integra al equipo depH, los electrodospara PCO2y PO2.

Curva de disociacionde la hemoglobina

46

John W. Severinghaus, M.D

1922 - .


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HISTORIA

En interpretacin cido-base, es necesario mencionarel GRAN DEBATE ACIDO-BASE TRANS-ATLNTICO,llamado as por Bunker en 1965, por las diferencias de

interpretacin de los dos grupos, el de Boston

(interpretacin tradicional) y el de Copenhaguen(interpretacin base exceso).

Cualquiera que sea la aproximacin, debe contestardos preguntas bsicas:

Como determinar la magnitud del desorden respiratorio? Como determinar la magnitud del desorden metablico?

47

43. Severinghaus JW : Siggard-Andersen and the great trans-Atlantic acid-basedebate. Scand J Lab Invest 1993 ; 53 ( Suppl 214): 99104


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COPENHAGUEN.

En los desrdenes respiratorios,el cambio en el PCO2cuantifica el desorden.

En los desrdenes metablicos elexceso de cidos fijos,cuantifica el desorden.

BOSTON.

Esta aproximacin, permitedeterminar los desrdenesagudos y crnicos y sus

compensaciones. Adems se puede

determinar la magnitud deldesorden metablico,basados en el bicarbonatoreal y el esperado,determinando su variacinen relacin al PCO2.

48


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COPENHAGUEN

Copenhaguen, hanpropuesto varios ndicespCO2 independientes:

Bicarbonato Standard

Base Buffer

Base exceso

Requieren un pCO estable.

BOSTON

Interpretacin convencional sebasa en la ecuacin deHenderson- Hasselbalch yadicionalmente, se calcula elanion gap y, de acuerdo a esto,se clasifican las acidosis enaquellas de anion gap alto, y

anion gap normal.

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Evolucion y desarrollo

Dos mtodos son planteados para corregirestos inconvenientes los ms empleados:

el exceso base

la brecha aninica ( Anion Gap) Para la estimacin del estado cido-base de

un paciente, se requieren adems de los gases

arteriales, la medicin de los electrolitos enforma concomitante.

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BICARBONATO STANDARD Y BASE EXCESO 1957: Jorgensen y Astrup

Introducen el "StandardBicarbonate" (el nivel debicarbonato con un PCO2= 40mmHg) como la mejor medida

disponible de los desordenes norespiratorios .

1958: Astrup y Siggard-Andersen

Introducen el microelectrodocapilar y el concepto de "Base-Excess" como una medida deltratamiento para corregir losdisturbios metabolicos.

51

Poul Astrup 19152000Fisiologo y quimico danes
http://www.acid-base.com/terminology.phphttp://www.acid-base.com/terminology.phphttp://www.acid-base.com/terminology.phphttp://www.acid-base.com/terminology.phphttp://www.acid-base.com/terminology.phphttp://www.acid-base.com/terminology.phphttp://www.acid-base.com/terminology.phphttp://www.acid-base.com/terminology.phphttp://www.acid-base.com/terminology.php


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BASE EXCESO

Los danesesOl Siggaard-Anderson yPoul Astrup introdujeron

entre 1958 a 1963 elconcepto de Exceso deBase (EB) como un

parmetro de medicindel estado metablicocido-base.

Ol Siggaard-Andersen, MD, PhD

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BASE EXCESOExceso de Base,(EB, BE,ABEc) es un trminoemprico, expresa lacantidad de cido o baserequerida para titular 1 Litro

de sangre a 38 C, al pHnormal de 7,40 siempre ycuando la PCO2 semantenga constante en 40mmHg e incluya laconcentracin plasmatica debicarbonato. .

.53


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BASE EXCESO

ABSCISAS p H

ORDENADAS CO2

ABSCISAS OBLICUAS TITULACION DE [H+]

El exceso base in vitro depende

del nivel de Hb , lo que genero

cuestionamiento y debate por las

variaciones que implica y las

malinterpretaciones que pueden

darse.

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Base Exceso Standard - SBE

1960 corrige el defecto anterior, al incorporaruna Hb promedio de 5 gms/dl, usando la ecuacionde Van Slyke, permitiendo cuantificar los cambiosdel equilibrio acido base in vivo.

Problemas persistentes no resueltos:paciente criticos,

hipoalbuminemia,

hipofosfatemiaanion gap normal + UMA aumentados

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ANION GAP

El anion-gap representa la cantidad de anionesno medidos en plasma, tales como sulfatos,fosfatos, aniones orgnicos y las protenas que

son cidos dbiles. En un sistema biolgico normal, la suma de

aniones debe ser igual a la de los cationes. La

diferencia normal aceptada del anion gap es 10 4 mEq/L.

56

Winter SD, Pearson JR, Gabow PA, Schultz AL, Lepoff RB. The fall

of the serum anion gap. Arch Intern Med 1992;150:311-3.

A i G


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57

Anion Gap

ALBUMINAFOSFATOLACTATO SIG


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ANION GAP

Su valor es usualmente positivo y refleja losaniones que no son tomados en cuenta en la

frmula, como protenas, fosfatos y sulfatos.

Este hecho en la frmula puede causar errores

de interpretacin en el paciente crtico quegeneralmente presenta disminucin en laconcentracin de albmina plasmtica.

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BRECHA ANIONICA O ANION GAP

La brecha aninica (BA), en mEq/L, se calculacon la siguiente frmula:

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BA mEq/L = [Na+ (mmol/L) + K+ (mmol/L] [HCO3

mmol/L + Cl mmol/L]

La brecha aninica se basa en el principio de

electroneutralidad


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BRECHA ANIONICA O ANION GAP

El termino de brecha aninica fueintroducido en medicina para facilitar el Dx deciertas formas de acidosis metablica.

Tenemos entonces casos de acidosismetablica con :

brecha aninica normal o baja.

brecha aninica elevada. Siendo todos los iones monovalentes, unmmol es igual a un mEq.

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Anion Gap

La diferencia de anin,que es la diferencia

entre la concentracinde sodio y las

concentracionescombinadas de cloruro

y bicarbonato .

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UMAANION GAP

UC : Cationes no medibles.UMA: Aniones no medibles


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NORMAL ACIDOSIS NO GAP Y GAP

La acidosis metabolica Con GAP : hay un incremento de los aniones no medibles UMA.

La acidosis metabolica NO GAP : el incremento es de lon cloro.

UC : Cationes no medibles.62

UMAUMA UMA


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DELTA DEL ANION GAP

DELTA DE ANION GAP ES EL AG CALCULADO - AGRELACIONADO AL VALOR DE ALBUMINA.

En pacientes con hipoalbuminemia severa puede haberacidosis AG normal.

Por cada disminucin de 1gm/dl de albmina, se produceuna disminucin de 2,33 mmol/ lt de AG.

En acidosis metablica: cada aumento de 1mmol en el AG,genera una caida de un mmol en el HCO3, la desviacin deesta relacin sugiere trastorno mixto.

El delta AG : 0 + - 6. entonces: DELTA AG POSITIVO: alcalosis metablica simultanea.

DELTA AG NEGATIVO: acidosis con AG NORMAL (hiperclormica).

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ANION GAP URINARIO

Anion Gap urinario es definido como:

A G urinario = [Na urinario + K urinario][Cl Urinario]

Sus valores normales oscilan entre -10 y + 10 mEq/L.

La positividad del anion gap urinario, indica dao de laacidificacin renal tubular distal (acidosis tubular renal)

Un anion gap urinario negativo, debemos pensar en prdida debicarbonato, lo que equivale a decir causas extrarenales de laacidosis metablica ( aumenta cloruro de amonio)

Pero la mayor utilidad del anion gap urinario es paradiferenciar, en las acidosis metablicas hiperclormicas (AGnormal) las causas renales de las gastrointestinales.

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HISTORIA

En 1981 y 1983, Stewart introduce suconcepto de emplear la Diferencia de

iones fuertes (Strong Ion Difference(SID)) como una alternativa en lamedicin de las alteraciones acido

base.

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http://www.acid-base.com/strongion.phphttp://www.acid-base.com/strongion.phphttp://www.acid-base.com/strongion.phphttp://www.acid-base.com/strongion.php


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ORIGEN DE LOS HIDROGENIONES

Produccin diaria de CO2 = 0.2 x 60 x 24 L/da =12,857 mmoles/da

Produccin diaria de cidos metablicos.

la produccin neta de cidos fijos es de:=1 - 1.5 mmol de [H+] /kg/da en el adulto.

Todos estos cidos son producidos por el metabolismo

incompleto de grasas (cetonas, b-hidroxibutirato,acetoacetato ), carbohidratos (lactato) y protenas (sulfatos,fosfatos).

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Que plantea de nuevo Stewart

La ecuacion de Henderson y Hasselbalch:

No es util en sistemas de varios compartimentos

Solo util y valida en vitro

In vivo generan paradojas que se evidencian por:

No cumplir con la neutralidad quimica No cumplir con la ley de accion de masas

No cumplir con la Ley de conservacion de la materia

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INCONSISTENCIAS Se acepta que el estmago obtiene H del LEC para

producir HCL y le devuelve HCO3-.

Ser que la teora est fallando?.

70

INCONSISTENCIAS


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INCONSISTENCIAS

A pH de 3 la [H+] en el jugogastrico es 0.001 mol / L =1000.000 nmol / L

En 1 cc de jugo gastrico a pH 3hay 1.000 nmol de H+

A pH de 7.4 la [H+] en el LEC es de40 nmol / L

En un paciente de 70 Kg el

volumen del LEC es de 14 L El contenido total de H+ del LEC

es 560 nmol (40 nmol / L x 14 L)

Para producir 1 cc de HCL

se requiere el doble del H+existente en el LEC

1 L de succion gastricasacaria H+ en cantidad

equivalente a 1.780 veceslo que contiene el LEC

71

Cmo construir 1 L de HCL si en el LEC solo hay 560 nmoles de H+disponibles y se requiere una cantidad 1.780 veces mayor?

INCONSISTENCIAS


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INCONSISTENCIASComo explicar la recomendacin de aplicar 1cc/Kg de

Bicarbonato para tamponar un pH de 7.0?

Se acepta que el HCO3-Tampona el H en el LEC enproporcin 1:1

(nanomol a nanomol) A pH 7.0, el LEC tiene

100 nmol / L de H+

S i queremos llevarlo a pH a 7.4(40 nmol/L), debemos bufferizar

60 nmol/L DE H+ para unpaciente de 70 Kg debemostaponar 840 nmol(60 nmol/L x 14 L)

1 cc de NaHCO3 tiene1 mmol DE HCO3-

1 mmol DE HCO3- = tiene1000.000 DE nmol

PARA TAMPONAR

840 nmol de H+ se

requieren solamente8.6 - cc DE NaHCO3

0,00084 cc.

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Bicarbonato y p CO2

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El uso del HCO3 y pCO2 para describir diferentes tipos

de alteraciones cido base ha generado la suposicin

de que estas dos variables son independientes de los

factores que finalmente determinan el pH; es decir, que

la disociacin de equilibrio para el cido carbnico es el

sistema de control para el ajuste del pH, segn su

teoria esto es falso.


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Fisicoqumica Cuantitativa 1970/80 : El medico

canadiense Peter Stewartintrodujo una nuevametodologa para evaluar lafisiologa cido-base y sustrastornos.

Teora de la fisiologa cido-base sustentada en la

fisicoqumica cuantitativa La diferencia se da en la

interpretacin delcomponente no voltil.

74Dr. Peter A. Stewart (1921 - 1993)


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Modelo teorico de Stewart

el modelo de Stewart que ofrece ventajas para lacomprensin pato fisiolgica y la interpretacinclnica de los desequilibrios de la cido-base.

Segn este modelo, el pH del plasma resulta del

grado de disociacin del agua del plasmadeterminada por 3 variables independientes:

1) Diferencia fuerte del ion (SID) que es la diferencia

entre todos los cationes del plasma y aniones fuertes 2) PaCO2 3) Cantidad de cidos dbiles del plasma

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TEORIA DE STEWART

Variables Independientes

Leyes de la Fsica y de la Qumica

Teora cido-Bsica

Variables Dependientes

SID ATOTpCO2

1. Ley de la Conservacin de la Materia2. Ley de la Accin de Masas3. Principio de Electroneutralidad del Agua

[H+] [OH-] [HCO3-] [CO3

2-] [HA] [A-]

Teora cido-Bsico:

Definiciones Generales de Solventes

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Modelo Matematico

Associate Professor ofAnesthesia - Harvard MedicalSchool.

Dr. Fencl coautor con el Dr.James Figge , en los cuatro

articulos originales queelucidan el papel de lasproteinas en el balance acidobase en humanos, y eldesarrollo de un modelomatematico que podriasistematicamente caracterizarel estado acido base en elplasma humano.

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Vladimir Fencl (1923-2002)


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PRINCIPIOS FISICOQUIMICOS DE LA


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PRINCIPIOS FISICOQUIMICOS DE LATEORIA DE STEWART

Se bas en varios principios qumicos :

1. la electro neutralidad,

2. la conservacin de la masa y3. la disociacin de electrolitos.

Critical Care & Shock 5(2):59-63, 2002Autor:

Story DA y Bellomo R

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El propsito del mtodo de Stewart, es determinar qu


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p p , qfactores modifican la [H+]. Para esto el utiliza seis

ecuaciones simultneas :

1. Ecuacin del equilibrio de disociacin del agua: [H+] x [OH-] = Kw

2. Ecuacin de electroneutralidad: [SID] + [H+] = [HCO3-] + [A-] + [CO3-2] + [OH-]

3. Ecuacin de disociacin de cidos dbiles: [H+] x [A-] = KA x [HA]

4. Ley de conservacin de masas de los cidos dbiles: [H+] x [A-] = KA x [HA]

5. Ecuacin del equilibrio de la formacin del bicarbonato: [H+] x [HCO3] = KC x pCO2

6. Ecuacin del equilibrio de la formacin de carbonato:[H+] x [CO3-2] = K3 x [HCO3-]

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TEORIA DE STEWART

Como factores independientes adems de usar

la presin parcial de CO2, Stewart utiliz otras

dos variables en reemplazo del bicarbonato:

la diferencia de iones fuertes y

la concentracin total de cidos dbiles.

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Cambio en las variablesindependientes.

1. pCO22. SID

1. Na+ K+Mg++ Ca++

2. Cl- SO4-

3. A Tot1. Albumina

2. Fosfato

Cambio en las variablesdependientes.

1. H+2. OH-

3. A-

4. CO3-

5. AH6. HCO3-

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LAS CUATRO REACCIONES SE PUEDEN EXPRESAR

CON LA SIGUIENTE REACCIN:

CO2+ H2O H2CO3 H++ HCO3

H++ H+ CO3

El gas CO2tiene una baja solubilidad en el agua y cuatro reaccionespueden ocurrir:

1. Disolucin en el agua

2. Reaccin en el agua para formar cido carbnico

3. Disociacin del cido carbnico para formar el in

bicarbonato4. Disociacin del bicarbonato para formar el in carbonato

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Science review: Quantitative acidbase physiology using the Stewart model

Critical Care December 2004 Vol 8; 448 -452 Wrenn Wooten


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El plasma sanguneo contiene numerosas iones.

Estos iones pueden clasificarse por su carga:

1 positivos 'cationes' y negativos 'aniones . 2 por su tendencia a disociarse en soluciones acuosas:

Completamente disociados : Na, K, Ca2, Mg2 y CL-Lactato, SO4-. Se denominan Iones Fuertes .

Parcialmente disociados : Albmina, fosfato y CO3-Se denominan ' Iones Dbiles.

SID


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SID

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Cuando el hematocrito (E), CHgb(B) es la concentracin de hemoglobina de sangre entera, yCDPG(E) es la concentracin de 2,3-diphosphoglycerato en los eritrocitos.Una vez ms, las concentraciones son en mmol/l, y puede multiplicar la hemoglobina en g/dlpor 0.155 para obtener la hemoglobina en mmol/l.

La concentracin de 2,3-diphosphoglycerate normal en los eritrocitos es 6.0 mmol/l.Las designaciones 'P', 'B' y 'E' representan plasma, sangre y lquido de eritrocitos,respectivamente.

Science review: Quantitative acidbase physiology using the Stewart modelCritical Care December 2004 Vol 8; 448 -452 Wrenn Wooten

SID


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SID

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SID(B) = 1 0.49 (E) *HCO +p ,1 (E)}{C (P)(8.0pH(P) 41) C Phos(P)(0.30pH(P) 0.4)-

CHgb(B){10.2(pH(P) 0.21) 71.5- (E)C DPG(E) {0.70 (pH(P) 0.21) 0.4-

Hematocrito = ; BE = base exceso; CAlb = albumin concentracion;CPhos = concentracion fosfato; PCO2 = presion parcial CO2; SBE = standard base excess;

SID = strong ion difference; SIG = strong ion gap.Las designaciones 'P', 'B' y 'E' representan plasma, sangre y lquido de eritrocitos,respectivamente.

SIDm = [Na+] + [K+] + 2[Mg2+] + 2[Ca2+][Cl][lactate][urate]

Science review: Quantitative acidbase physiology using the Stewart model

Critical Care December 2004 Vol 8; 448 -452 Wrenn Wooten


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Figge J, Mydosh T, Fencl

V: Serum proteins andacid-base equilibria:

a follow-up. J Lab ClinMed 1992, 120:713-

719.

www.Acid-Base.org andwww.Figge-Fencl.org.

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SID =

SID = [todos los cationes fuertes en la solucin]

[todos los aniones fuertes en la solucin].

SID = Na + K + Ca + MgClSO4lactato

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Na +K +Ca ++

Mg ++

Cl

SO

LACTATO

A id D bil


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Acidos Debiles

Un cido dbil, por definicin, es aquel que sedisocia parcialmente en sus ionesconstituyentes hasta alcanzar su equilibrio:

HA H++ A-[ATOT] = [HA] + [A-]

Los fosfatos, constituyen el 5% del ATOT cuando sus

niveles son normales. Por lo tanto la concentracin dealbmina puede ser utilizada para estimar el ATOT enplasma

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TEORIA DE STEWART

1) PaCO2

2) Cantidad de cidosdbiles del plasma

3) Diferencia fuerte del ion(SID) que es la diferenciaentre todos los cationesdel plasma y anionesfuertes

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[H+]

[H+]

[H+]

CO2

[ATOT]

SID

LEY DE ELECTRO NEUTRALIDAD


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LEY DE ELECTRO NEUTRALIDAD

Establece que la suma de los iones cargadospositivamente debe ser igual a la suma de losiones cargados negativamente:

Iones + = Iones -

0 = Iones +y -

[Na+] + [K+] + [Ca2+] + [Mg2+] + [H+]- [Cl-] - [Anion-] - [OH-] - [HCO3-] - [CO3

2-] = 0

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Critical Care & Shock 5(2):59-63, 2002: Story DA and Bellomo R

LA LEY DE CONSERVACION DE LA


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MATERIA

Establece que la cantidad de substancia semantiene constante ya que no puede ser

creada ni destruida, slo convertida a otrasformas de materia o energa :

[HA] + [A-] = [ATOT]

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EQUILIBRIO DE DISOCIACION


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EQUILIBRIO DE DISOCIACION

Establece que toda substanciaincompletamente disociada alcanza un

equilibrio de disociacin:[A] * [B] [C]

[A] * [B] =K* [C]

Donde Kes la constante de la tasa de la reaccin.

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Factores Independientes


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Factores Independientes

El principio del enfoque de Stewart, es quetres factores independientes controlan el

estado cido-base en una solucin : la presin parcial de CO2,

la diferencia de iones fuertes

la concentracin de cidos dbiles no volatiles

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Factores independientes


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Factores independientes

Los iones fuertes son aquellos que se disocianpor completo en solucin. El lactato esconsiderado un in fuerte porque se halla casi

completamente disociado a pH 7.40. El papel del CO2 es similar al que tiene en la

ecuacin de Henderson-Hasselbalch.

Los cidos dbiles ms importantes en plasmason la albmina y el fosfato.

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Factores Dependientes


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Factores Dependientes

Estos factores independientescontrolan factores dependientes como :

1. H+

2. OH-3. A-

4. CO3-5. AH

6. HCO3-96


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El pH de la orina no es el producto de la adicin del H+ provenientede la sangre, sino de la variacin de la DIF en la orina, cambio este

capaz de modificar su concentracin de H+

TEORIA DE STEWART


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TEORIA DE STEWART

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Homeostasis de la [H+]


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Homeostasis de la [H+]

Las alteraciones delequilibrio cido-bsico sonneutralizadas en condicionesnormales por tres sistemasbuffers:

1) protenas intracelulares(hemoglobina),

2) componentes titulares(carbonato de calcio, fosfatode calcio),

3) el sistema bicarbonato-cido carbnico

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Equilibrio Acido Base Regional


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Equilibrio Acido Base Regional

1975 - 1997: Kent Sahlin y col : Describen unmetodo para medir el pH intracelular (pHi) enmusculo.

Ellos calcularon el pHi = 7.0 +/- 0.06; y elbicarbonato intracelular = 10.2 +/- 1.2 mMol/L

Tonometria gastrica, phmetria regional.

Departments of Clinical Chemistry II and Clinical Physiology, Huddingesjukhus, S-14186, Huddinge, Sweden

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John A. Kellum, MD, FACP, FCCP, FCCM

Department of Critical Care Medicine, University of Pittsburgh School of Medicine


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GRACIAS

Teorias Equilibrio Acido Base 2

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