Regulación del Equilibrio Ácido-Base: Mecanismos Respiratorios y Renales

1. Regulación Respiratoria del Equilibrio Ácido-Base

La segunda línea de defensa del organismo actúa amortiguando la acidez o alcalinidad mediante la eliminación o retención de CO2. Este proceso disminuye o aumenta el ácido carbónico (H2CO3) y, en consecuencia, la concentración de iones hidrógeno [H+].

En condiciones normales, todos los ácidos volátiles producidos deben ser eliminados completamente por el pulmón.

1.1. El Dióxido de Carbono (CO2) y su Movimiento

El CO2 es un gas soluble en los líquidos corporales y altamente difusible, aproximadamente 20 veces más que el O2. Tiende a moverse muy rápidamente de áreas de mayor concentración a áreas de menor concentración, lo que se conoce como la tendencia "de escape" del CO2.

El CO2 tisular, producto del metabolismo celular, se desplaza hacia el plasma, donde puede seguir las siguientes vías:

1. Disolverse físicamente, en proporción a la pCO2.
2. Hidratarse a bicarbonato (HCO3-), aunque en una cantidad mínima debido a la ínfima presencia de anhidrasa carbónica en el plasma.
3. Pasar al hematíe (glóbulo rojo), que es la vía principal. Una vez dentro del hematíe:
   • Una parte se disuelve.
   • Otra parte se hidrata a bicarbonato (HCO3-), gracias a la abundante anhidrasa carbónica presente en el hematíe.
   • Otra parte se une a la hemoglobina (Hb) formando compuestos carbamino.

   El ácido carbónico (H2CO3) formado se disocia en bicarbonato (HCO3-) e iones hidrógeno (H+). La unión del CO2 a la hemoglobina también libera H+. Estos iones H+ deben ser neutralizados para evitar un descenso del pH (aquí interviene el tampón fosfato).

1.2. Impacto de la Producción de CO2 en la Ventilación

Cuando la producción de CO2 aumenta, la ventilación alveolar se incrementa en consecuencia, siempre que el pulmón pueda responder adecuadamente. Esto previene el desarrollo de hipercapnia y acidosis respiratoria. Sin embargo, si el pulmón no responde o si la ventilación alveolar disminuye por otras causas (incluso con una producción normal de CO2), el CO2 se acumula. Una vez que los mecanismos tampón se saturan, la pCO2 y el ácido carbónico aumentan, produciéndose acidosis respiratoria.

2. Papel del Riñón en el Equilibrio Ácido-Base

Normalmente, se producen entre 50 y 100 mEq/día de H+. En condiciones patológicas, esta producción puede alcanzar hasta 500 mEq/día. Estos iones H+ son neutralizados por los sistemas tampón extra e intracelulares, pero deben ser eliminados por el riñón, ya que el pulmón no excreta H+.

El riñón contribuye al equilibrio ácido-base regulando la excreción de H+ y manteniendo la concentración de bicarbonato (HCO3-) dentro de límites apropiados.

2.1. Funciones Renales Clave

Las principales funciones del riñón en la regulación ácido-base son:

1. Eliminación de Hidrogeniones (H+):
   • Secreción en los túbulos proximal y distal.
   • Unión con el amoniaco (amoniogénesis).
   • Unión con aniones presentes (como los fosfatos).
2. Mantenimiento de la Concentración de Bicarbonato (HCO3-):
   • Reabsorción de bicarbonato.
   • Regeneración de bicarbonato.

3. Control Renal de la Concentración de Hidrogeniones

El riñón controla la concentración de hidrogeniones en el espacio extracelular mediante la eliminación de una orina ácida o básica, según sea necesario.

La secreción de H+ ocurre en segmentos proximales (túbulo contorneado proximal - TCP, asa de Henle gruesa ascendente, túbulo contorneado distal - TCD) a través de un mecanismo de transporte activo secundario.

El intercambiador Na+/H+ es responsable de la secreción de casi el 95% de los H+.