Equilibrio ácido-base

Qué es el equilibrio ácido-base

Cada célula del organismo genera ácidos de forma continua: ácido carbónico a partir del dióxido de carbono (CO₂) producido en la respiración celular, ácidos orgánicos procedentes del metabolismo intermediario y, en menor cuantía, ácido sulfúrico y fosfórico derivados de la degradación de proteínas. Si esos ácidos se acumulasen sin control, el pH caería hasta niveles incompatibles con la actividad enzimática y la integridad de las membranas celulares. El organismo lo evita gracias a un sistema de regulación en tres escalones que difieren en velocidad de actuación.

La expresión "ácido-base" remite a la química de Brønsted y Lowry (1923): un ácido es toda sustancia capaz de ceder protones (H⁺) y una base, toda sustancia capaz de captarlos. El pH sanguíneo refleja la concentración de protones en el plasma, y su valor ideal de 7,40 equivale a unos 40 nanomoles por litro. Una cifra mínima, pero cuya variación tiene consecuencias desproporcionadas.

Las tres líneas de defensa

Sistemas tampón. Actúan en segundos. Son mezclas de un ácido débil y su base conjugada que amortiguan la variación de pH al captar o liberar protones según la necesidad. El más relevante en el plasma es el sistema bicarbonato/ácido carbónico (HCO₃⁻/H₂CO₃), cuya relación determina el pH según la ecuación de Henderson-Hasselbalch. En el interior de las células predominan los tampones de fosfato y de proteínas, entre ellas la hemoglobina de los eritrocitos.

Ventilación pulmonar. Interviene en minutos a horas. Cuando el pH desciende, los quimiorreceptores centrales y periféricos estimulan el centro respiratorio para que aumente la frecuencia y la profundidad de la respiración: se espira más CO₂, el denominador de la ecuación baja y el pH se eleva. El mecanismo inverso opera cuando el pH sube por encima de 7,45. Este ajuste es rápido pero incompleto: solo modifica la fracción volátil del ácido (el CO₂), no los ácidos fijos.

Función renal. Tarda horas o días en alcanzar su efecto completo, pero es la única vía capaz de eliminar los ácidos no volátiles generados por el metabolismo y de regenerar el bicarbonato consumido. El túbulo renal reabsorbe bicarbonato filtrado, excreta iones hidrógeno y produce amonio (NH₄⁺) como vehículo adicional de eliminación ácida. Cuando alguno de estos mecanismos falla, el desequilibrio se convierte en persistente.

Alteraciones del equilibrio ácido-base

Las desviaciones se clasifican en cuatro categorías según el mecanismo y la dirección del cambio. La acidosis metabólica se produce cuando se acumulan ácidos no volátiles o se pierde bicarbonato (diarrea grave, insuficiencia renal, cetoacidosis). La acidosis respiratoria resulta de la retención de CO₂ por hipoventilación. En el lado opuesto, la alcalosis metabólica aparece cuando se pierden ácidos (vómitos prolongados) o se gana bicarbonato, y la alcalosis respiratoria ocurre por hiperventilación con eliminación excesiva de CO₂.

El organismo intenta compensar cada trastorno primario con la vía complementaria. Ante una acidosis metabólica, la ventilación se acelera. Ante una acidosis respiratoria, el riñón retiene más bicarbonato. Los trastornos mixtos, en los que coexisten dos alteraciones primarias, son frecuentes en la práctica clínica y complican la interpretación de la gasometría arterial.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el pH normal de la sangre?

Entre 7,35 y 7,45 en sangre arterial. Un pH inferior a 7,35 define la acidemia; uno superior a 7,45, la alcalemia. Valores por debajo de 6,80 o por encima de 7,80 son generalmente incompatibles con la vida.

¿Es lo mismo equilibrio ácido-base que equilibrio metabólico?

No, aunque están relacionados. El equilibrio metabólico es un concepto más amplio que abarca la estabilidad de todas las variables del medio interno (temperatura, glucemia, presión osmótica, electrolitos). El equilibrio ácido-base se refiere específicamente a la regulación del pH.

¿Por qué importa tanto que el pH se mantenga estable?

Porque las enzimas, los canales iónicos de las membranas celulares y la estructura de las proteínas son sensibles a variaciones mínimas de la concentración de protones. Un descenso o un ascenso sostenido del pH altera la contractilidad cardíaca, la excitabilidad neuronal, la distribución del potasio entre los compartimentos intra y extracelular y la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno.

Referencias

1. Manual MSD, versión para profesionales. Regulación del equilibrio ácido-base.
2. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Equilibrio hidroelectrolítico. MedlinePlus en español.
3. Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, UNAM. Fisiología del equilibrio ácido-base.
4. Mayo Clinic. Gasometría arterial.