Profesor: Daniel Alejandro MaubecinAlumna: María Belén Centurión Lezcano

Curso: 3° “B”Año: 2011

El equilibrio ácido - base Cuando hablamos de regulación del equilibrio ácido-base nos

referimos a la regulación de la concentración de iones de hidrógeno en los líquidos corporales. Dicha concentración es expresada con el símbolo pH, significado en la siguiente fórmula: pH = 1 / log (H +). Por tanto, el pH de un líquido es igual a 1 partido el logaritmo de la concentración de iones de hidrógeno. En este sentido, un aumento de la concentración de iones de hidrógeno produciría un pH bajo, constituyendo un estado de Acidosis. Por el contrario, un pH alto produciría Alcalosis como consecuencia de una baja concentración de hidrogeniones. Es necesario, no obstante, señalar que cuando hablamos de pH nos referimos al que corresponde al líquido extracelular que es el que se puede determinar con fiabilidad.

Es fundamental mantener el estado de equilibrio en la concentración de hidrogeniones, es decir, del equilibrio ácido-base, pues un desajuste hacia uno u otro lado puede traer serias consecuencias en nuestro organismo. El efecto más importante de la acidosis es la depresión del sistema nervioso central. Cuando el pH de la sangre cae por debajo de 7.0 el sistema nervioso central se deprime tanto que la persona sufre desorientación y luego cae en coma. Por su parte, una alcalosis extrema produce hiperexcitabilidad del sistema nervioso, tanto el central como el periférico, pero sobre todo en éstos últimos. Los nervios resultan tan excitables que automática y repetidamente desencadenan corrientes incluso en ausencia de estímulos normales. En consecuencia, los músculos entran en un estado de tetania o espasmo tónico.

Para evitar estados de alcalosis o acidosis que puedan alterar su funcionamiento normal, el organismo dispone de distintos sistemas para "amortiguar" los cambios en la concentración de iones de hidrógeno. En primer lugar, todos los líquidos corporales contienen sistemas amortiguadores acidobásicos químicos que inmediatamente se combinan con cualquier ácido o alcalí y así evitan los cambios excesivos de concentración de hidrógeno en el medio. Si la concentración de ion hidrógeno cambia en forma manifiesta, los centros respiratorios son inmediatamente estimulados modificando la intensidad de la ventilación pulmonar. En consecuencia, la intensidad de eliminación de bióxido de carbono de los líquidos corporales automáticamente cambia y ello hace que la concentración de hidrogeniones vuelva a restablecerse en valores normales. Cuando su concentración se aleja de la normal, los riñones eliminan una orina ácida o alcalina, con lo cual reajusta los valores de iones de hidrógeno de los líquidos corporales.

Los amortiguadores químicos

Son la primera línea de defensa actuando inmediatamente ante cualquier desequilibrio de hidrógenos y constan de un ácido débil y una sal de dicho ácido. Existen tres sistemas: bicarbonato, fosfato y proteínas. Su poder amortiguador se basa en la combinación de uno de sus componentes con los iones de hidrógeno reduciendo los ácidos fuertes en débiles que bajen menos el pH, en el caso de la acidosis, o bases fuertes en bases débiles, en el caso de la alcalosis.

Los amortiguadores fisiológicos Ventilación

Cualquier aumento en la concentración de hidrógenos estimula el centro respiratorio y aumenta la ventilación alveolar. Esto reduce la presión de dióxido de carbono facilitando la recombinación de hidrógenos e iones de bicarbonato, disminuyendo la cantidad de hidrogeniones libres. Por el contrario, un descenso de iones de hidrógeno produciría una disminución de la ventilación para aumentar su concentración. Un descenso de H+ reduce la ventilación para aumentar la concentración de CO2, y éste se desdoble en ácido carbónico (H2CO3) y posteriormente en iones de hidrógeno (H+) y de bicarbonato (HCO3-). Un aumento de H+ produce hiperventilación, se elimina CO2 y, para mantener la concentración constante, se recombinan los iones de hidrógeno y de bicarbonato para formar ácido carbónico y de éste, dióxido de carbono y agua.

Amortiguación del riñón Su acción tarda más que las anteriores pero es la más potente y es muy importante para conservar la reserva alcalina del cuerpo. La acidez es controlada mediante la eliminación del exceso de hidrogeniones hacia los túbulos renales donde son amortiguados. La alcalosis es compensada con la eliminación de iones de bicarbonato del líquido extracelular mediante la orina.

La regulación del pH se vuelve progresivamente más difícil cuando los iones de hidrógeno aumentan por la producción de CO2 y ácido láctico, como ocurre en el caso de realizar un ejercicio de alta intensidad, donde la vía de producción de energía es predominantemente anaeróbica. Es entonces cuando la perturbación del equilibrio ácido-base de los músculos se considera uno de los factores limitantes del rendimiento. El mecanismo por el que la acidosis intracelular produce fatiga aún no está claro, si bien podría deberse a la inhibición de los procesos de contracción del músculo y de enzimas glucolíticas perjudicando la resíntesis de ATP.

Los amortiguadores fisiológicos

Efectos de la variación del pH en la función muscular La contracción muscular intensa provoca un desajuste del

equilibrio ácido-base del organismo, por cuanto produce cambios en la concentración de iones intra y extracelular, al tiempo que incrementa la producción de ácido láctico ya que las demandas metabólicas del ejercicio de alta intensidad son cubiertas a través de la glucolisis. Esto nos lleva a un descenso del pH de los músculos que se ejercitan, provocando irremediablemente la fatiga muscular por acidosis metabólica.

Los amortiguadores fisiológicos

Los cambios en las concentraciones de electrolitos en el interior de las células musculares producidos por una contracción intensa se pueden resumir en un descenso del potasio (6-20 %) y fosfocreatina (70-100%), y un incremento del lactato (+ 10%), sodio (2%) y pequeños incrementos de cloro. Estos cambios ejercen un importante efecto en la función muscular y contribuyen al desarrollo de la fatiga muscular. El efluvio de potasio desde los músculos esqueléticos que se contraen, debe, consecuentemente elevar su concentración intersticial y reducir la intracelular. Esto repercute en la depolarización del sarcolema y de los túbulos T de las membranas, con la consecuente fatiga. Análogamente, estos cambios en las concentraciones de iones intracelulares producen un desequilibrio ácido-base, dado que los aumentos del lactato y los descensos del potasio contribuyen a una pronunciada acidosis intracelular.

Los amortiguadores fisiológicos

Del mismo modo, la degradación de la glucosa mediante el metabolismo anaeróbico que es el que se pone en marcha para obtener energía cuando el ejercicio es de alta intensidad, trae consigo un incremento del lactato que produce el descenso del pH, es decir, acidosis. Los niveles de ácido láctico intra y extracelular aumentan en función de la duración del ejercicio de alta intensidad a la vez que los niveles de CO3 descienden. Igualmente, se ha establecido una correlación entre los niveles de hidrogeniones en músculo y un descenso de la fatiga muscular. Además, la recuperación está relacionada con una rápida renovación del lactato y de los hidrogeniones desde las células musculares

Los amortiguadores fisiológicos

Por consiguiente, tanto la función contráctil del músculo como la producción de energía son sensibles al descenso del pH. Al poco tiempo de ejercicio intenso, los músculos implicados muestran un incremento del lactato intra y extracelular y de los niveles de H+, asociados a una pérdida de la fuerza. Concretamente, la troponina (proteína miofibrilar) que bombea el calcio es inhibida por el descenso del pH, imposibilitando la formación del complejo actomiosina que es el responsable de generar tensión en los músculos, al no poder liberar calcio del retículo sarcoplásmico. Además, la normalización del pH está asociada a la recuperación de fuerza. También se ha demostrado que la glucolisis es inhibida cuando el pH intracelular del músculo desciende por debajo de 6.3. Específicamente, la actividad de la fosfofructoquinasa, una enzima llave glucolítica, es dañada con un descenso del pH, así como la Miosin ATPasa.

Los amortiguadores fisiológicos

El ejercicio de alta intensidad está claramente limitado por la acidosis intracelular que se produce por el desajuste electrolítico y por los ácidos metabólicos generados a partir de la degradación de la glucosa por vía anaeróbica, constituyendo una reducción del rendimiento basado, supuestamente, en la inhibición de la enzima glucolítica Miosin ATPasa, lo cual reduciría la producción de energía y la inhibición de los procesos de contracción muscular, al impedir la liberación del calcio del retículo sarcoplásmico.

Los amortiguadores fisiológicos

La alcalosis metabólica como arma para contrarrestar la acidosis en ejercicios de alta intensidad

Dado que la acidosis intracelular es claramente un factor limitante del rendimiento en ejercicios de máxima intensidad, diversos autores han estudiado distintas posibilidades de luchar contra la misma a base de mejorar el sistema buffer del organismo. En principio, se ha demostrado que la membrana de las células musculares es esencialmente impermeable a los iones de bicarbonato (HCO3-). Además, un incremento de la concentración de bicarbonato extracelular después de la ingesta de bicarbonato sódico, incrementa el pH extracelular sin efecto en el intracelular. Estas afirmaciones dejarían sin efecto positivo sobre el organismo la ingesta de una sustancia alcalina, como el bicarbonato o citrato sódico. Sin embargo, este incremento del pH extracelular produce un gradiente de pH que aumenta el efluvio de lactato y los iones de hidrógeno intracelular hacia el exterior y el consecuente incremento del pH intracelular.