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• Roberto Reyna

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1. Explicar brevemente la distribución de agua en iones y moléculas más importantes en el organismo.

2. Explicar los mecanismos que mantienen el balance hidroelectrolítico en un individuo sano; las pausas y consecuencias de las alteraciones de dicho balance (deshidratación y edema).

Balance Hidroelectrolitico: Balance de los ingresos y los ingresos y pérdidas de agua diarias. La ingestión de agua esta controlada por la sed. El centro hipotalamico de la sed responde al aumento de osmolaridad de la sangre. Las perdidas de agua también son controladas por vía hipotalamica en respuesta al aumento de osmolaridad en el plasma; este estimulo es mediado por osmorreceptores localizados en el hipotálamo y los barorreceptores localizados en el corazón y otras regiones del sistema vascular, lo cual determina la secreción de hormona antidiurética ADH o vasopresina. La ADH es un nonapeptido producido por el hipotálamo y secretado por la hipófisis posterior, sus células blanco mas importantes son los túbulos distales y colectores del riñón. Aumenta la permeabilidad del túbulo distal del agua y con ello su reabsorción pasiva a lo largo del gradiente osmótico producido por mecanismo de contracorriente. La ADH incrementa la permeabilidad de las células tubulares al agua, lo cual permite que la orina se concentre en cantidades de 0.5 a 1 litro al día. En ausencia de ADH la orina no se concentra y puede excretarse en cantidades que exceden los litros al día. La adrenalina es un inhibidor de la ADH. Diabetes Insípida: Se debe a una anormalidad en la secreción o acción de la ADH. Esto puede deberse a procesos patológicos en el hipotálamo. Se presentan grandes volúmenes de orina diluida (poliuria) y como consecuencia se presenta también la necesidad de ingerir grandes cantidades de liquido (polidipsia) pero si el mecanismo de control de la sed esta dañado se puede producir deshidratación al no poderse reponer la cantidad de liquido que se pierde. Secreción Inadecuada de la ADH: Se puede llegar a aumentar la liberación de ADH Aun con sobrecarga de agua o disminución de sodio plasmático causando hiponatremia. Control del Metabolismo de Agua y Sodio: La ingestión de sodio no esta activamente controlad. En el control de pérdidas el factor más importante es la secreción de Aldosterona. La Aldosterona es un mineralocorticoide que afecta el intercambio de sodio-potasio a través de todas las membranas celulares sobre todo en las células del túbulo renal distal que lleva a cabo resorción de sodio en intercambio con potasio o hidrogeno. El resultado neto de acción de la aldosterona consiste en la retención de sodio en el plasma con la eliminación de potasio y sodio urinario bajo. Hipoaldosteronismo: Consiste en la secreción insuficiente de aldosterona como esta actúa reabsorbiendo sodio en intercambio por potasio o hidrogeno disminuye el sodio plasmático mientras aumenta el potasio e hidrogeno. Hiperaldosteronismo o Aldosteronismo: Secreción excesiva de aldosterona por la corteza suprarrenal que provoca que en el túbulo

distal se reabsorban grandes cantidades de sodio intercambiado por potasio o hidrogeno que se eliminan por la orina. Esto aumenta el bicarbonato de sodio plasmático con disminución de hidrogeno lo cual ocasiona alcalosis metabólica. Alteraciones del Balance Hidroelectrolitico: Deshidratación. Disminución del volumen plasmático. El grado de deshidratación esta en relación con la concentración de sodio plasmático, el cual se encuentra elevado y provoca transporte osmotico del espacio intracelular al extracelular. A pesar de la deshidratación el riñón debe seguir eliminando catabólitos por la orina lo que aumenta la perdida de agua del organismo. Deshidratación Isotónica: Osmolaridad plasmática entre 290-320 mOsm/L y el valor de sodio plasmático es normal. Por pérdidas gastrointestinales de líquidos isotónicos. Resequedad de piel y mucosas, hundimiento de los globos oculares, llanto sin lagrimas, hipotensión arterial, alteraciones del estado de conciencia y shock. Deshidratación Hipertónica: Osmolaridad plasmática mayor de 320 mOsm/L Y valores sodio plasmático mayores de lo normal. Pacientes obnibulados que o ingieren agua, diuresis osmótica de los diabéticos, diabetes insípida y sudoración profusa. Sed, sequedad de piel y mucosas, alteraciones del estado de conciencia. Deshidratación Hipotónica: Osmolaridad plasmática menor de 290mOsm/L y concentración de sodio menor de lo normal. Hipoaldosteronismo, reposición de líquidos sin compensar las pérdidas de electrolitos (iatrogénico). Alteraciones del estado de conciencia, convulsiones, calambres, dolor de cabeza, nauseas e hipotensión arterial. Ley de Starling: Se refiere a la distribución de líquidos en los espacios vascular e intersticial; dicha distribución esta influida por presión arterial y presión osmótica, que conducen hacia la filtración y sus fuerzas oponentes son presión hidrostática tisular y presión oncotica del plasma. La presión neta de filtración en el extremo arterial del capilar debe estar en equilibrio con la presión neta de absorción en el extremo venoso del capilar. Edema: Aumento del liquido en el espacio intersticial. Edema por disminución de la presión oncotica intravascular: Síndrome nefrotico Cirrosis hepática Desnutrición proteica.

Edema por aumento de la presión hidrostática intravascular: Insuficiencia cardiaca congestiva. Edema por aumento de la permeabilidad capilar (daño en el endotelio) Quemaduras Toxinas bacterianas Alergias cutáneas Etc. Edemas por aumento de la presión oncotica intersticial: Oclusión de vasos linfáticos (cáncer) Mixedema del hipotiroidismo.

3. Definir pH y explicar el efecto que tiene el aumento o la disminución de la concentración de iones hidrogeno sobre el valor del pH. pH: Logaritmo negativo de la concentración de iones hidrogeno. Su rango es de 0  14 pOH: Logaritmo negativo de [OH-] Rango de pOH 0 14 pH + pOH = 14.

4. Recordar el pH de los principales líquidos biológicos (sangre, orina, saliva, LCR, jugo gástrico y jugo pancreático) y la razón de la constancia o variación entre ellos.

5. Explicar como se calcula el pH de una solución acuosa de un acido fuerte y el de un acido débil (HCL 0.1N y CH3COOH 0.1N).

HCL 0.1N HCL 0.1N  0.1 M HCL  H+ + CLpH = -Log [H+] pH = -Log 0.1 pH = 1.

6. Explicar en que consiste química y funcionalmente un buffer.

7. Explicar el mecanismo de acción de los buffers ante la adición de ácidos y bases fuertes. Sabemos que un buffer esta formado por un acido o base débil y su sal. Para explicar el mecanismo de acción lo haremos mediante un ejemplo: H2CO 3 / NaHCO 3 •

H2CO3 NaHCO3

Acido débil Sal

Si a este buffer agregamos un acido fuerte, ejemplo: HCl, los H+ del acido reaccionaran con la sal del sistema, así:

NaHCO3 + HCl

Na+ + HCO3- + H+ + Cl-

NaCl + H2CO3

Los iones H+ agregados por el acido no causan mucha variación en el pH porque NaCl es una sal neutra y H2CO3 es un acido débil. •

Luego, si agregamos una base fuerte al sistema , tendremos:

H2CO3 + NaOH

H+ + HCO3- + Na+ + OH-

NaHCO3 + H2O

Como podemos ver, el pH no variará mucho. En conclusión: la concentración del amortiguador al agregar un acido o base fuerte, aso como la relación acido/base conjugada varia de acuerdo a las cantidades agregadas de acido o base fuerte.

8. Calcular el pH de un Buffer que se forma al agregar 1.5mL de hidróxido de sodio 0.1N a 5mL de acido acético 0.1N. Utilice la ecuación de Henderson-Hasselbalch. (pKa del acido acético 4.74). Ecuación de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + Log [A-] / [HA] CH3COOH  CH3COO- + H+ NaOH  Na+ + OHpH pH pH pH pH pH pH

= = = = = = =

pKa + Log [Sal o Base Conj.] / [Acido Débil] 4.74 + Log [CH3COO- + NaOH] / [CH3COOH - NaOH] 4.74 + Log [5 + 1.5] / [5 – 1.5] 4.74 + Log [3.5] / [6.5] 4.74 + Log 1.86 4.74 + 0.27 5.03

9. Explicar los sistemas buffers más importantes para la regulación del pH intra y extracelular.

Existen cuatro sistemas amortiguadores en el cuerpo que ayudan a mantener constante el pH: A) El sistema Bicarbonato/ Acido Carbónico HCO3-/H2CO3  Extracelular. B) El Sistema de Fosfatos HPO4=/H2PO4-  Intracelular. C) El Sistema de las Proteínas  Nivel Tisular (Intra) y Plasma (Extra). D) El Sistema de las Hemoglobinas. El sistema Bicarbonato/ Acido Carbónico HCO3-/H2CO3 Es de los amortiguadores mas importantes por varios motivos: 1- La producción de CO2 en los tejidos es constante. 2- Su transporte por la circulación en forma de H2CO3 3- La concentración de H2CO3 se mantiene constante por la eliminación alveolar de CO2.

Lo que se considera como acido en este amortiguador es el CO2 que realmente es el anhídrido del acido. Reacciona con el agua para formar acido carbónico el cual es un acido débil típico.

El Sistema de las Hemoglobinas: Debe sus propiedades a la capacidad de disociación del grupo imidazolico de la histidina unido a Fe— En condiciones fisiológicas la hemoglobina reducida se comporta como un acido débil. La oxigenación de la Hb aumenta su acidez. También la hemoglobina transporta CO2.

10. Comparar los Sistemas que mantienen el equilibrio acidobase del organismo. SISTEMA SISTEMA RESPIRATORIO DE BUFFERS • Constituyen la

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primera línea de defensa contra cambios en la [H+]. Tienden a resistir cambios en su pH cuando se añaden ácidos o bases fuertes. Existen cuatro tipos de sistemas amortiguadores en el cuerpo: Sistema bicarbonato/acido carbónico, el sistema de fosfatos, el sistema de las proteínas y el sistema de las hemoglobinas.

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Los pulmones constituyen la segunda línea de defensa frente a los trastornos del equilibrio acido-base. Actúa en un rango de tiempo de minutos a horas. Produce cambios en la ventilación pulmonar por el estimulo de quimiorreceptores sensibles a la concentración de H+ ubicados en el sistema respiratorio (centro respiratorio) que son el bulbo raquídeo, en la aorta y en la bifurcación de las carótidas.

SISTEMA RENAL •

Constituye la tercera línea de defensa actuando de horas a días pero es el más poderoso de todos.

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Provoca un cambio en la excreción renal de protones para regularizar la concentración plasmática de bicarbonato.

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Tienen dos funciones importantes la primera es resorber el HCO3filtrando de modo que este no se pierda en la orina y la segunda es excretar el protón fijo producido en el catabolismo de proteínas y fosofolipidos lo cual puede ser como acido titulable (amortiguado por el fosfato urinario) y como excreción en el NH4+

La estimulación de estos receptores por medio de acidemia determina un aumento de la actividad ventilatoria y produce una mayor eliminación de CO2 causando la caída de la [H2CO3] y esto crea un aumento en el pH y esto tiende a corregir la acidemia. Por el contrario en la alcalemia induce una menor ventilación que tiene un efecto opuesto. La excreción de H+ por cualquier mecanismo se acompaña de síntesis y resorción neta de nuevo HCO3- neoformacion de HCO3-

11. Analizar los resultados obtenidos en la parte A de su experimento. Los tubos 1 y 2 contenían agua destilada y los tubos 3 y 4 acido acético y acetato de sodio. A los tubos 1 y 3 se le agrego un acido fuerte el acido clorhídrico y en el tubo 1 cambio su pH pero en el tubo 3 se mantuvo por ser una solución buffer. En los tubos 2 y 4 se les agrego una base fuerte el Hidróxido de sodio y en el tubo 2 cambio su pH porque solo contenía agua destilada pero el tubo 4 lo mantuvo por contener una solución buffer. 12. Deducir dentro de que valores de pH ejercerá un Buffer su máxima acción amortiguadora, conociendo el valor del pKa del acido que lo forma.

13. Explicar porque el buffer bicarbonato/acido carbónico aunque no este en su máxima acción amortiguadora es el principal buffer del liquido extracelular.

14. Explicar cual es el papel que desempeñan las soluciones Buffer Fosfato pH 7.4 y HCL 0.1N de la parte B de su experimento y comparar con lo que realiza el riñón.

15. Explicar la función del riñón en la eliminación del exceso de iones H+ y reabsorción del Bicarbonato utilizando el esquema de la célula renal.

16. Calcular cuantos mEq de base (NaHCO3) son restaurados a la sangre pH 7.4 por la excreción de un litro de orina pH 6 haciendo uso de los datos obtenidos en la titulación del buffer fosfato con la solución de HCL 0.1N e interpretar los resultados relacionándolos con la función del riñón.

17. Definir y diferenciar las alteraciones del equilibrio acidobase. 18. Ejemplificar algunas causas de las alteraciones.

19. En base al caso clínico de la respuesta a las siguientes preguntas. a) Cual es el objetivo de aplicarle al paciente un lavado gástrico con una solución pH 8.4 Primero para limpiar las cavidades estomacales y contrarrestar la acides causada por la aspirina para luego llevar a cabo la dosis de carbón activado que es un absorbente muy útil en la mayoría de las intoxicaciones constituyendo un complemente de las maniobras de vacía gástrico en las ingestas graves de algunos productos tóxicos. Se administra vía oral o por sonda naso gástrica después de haber vacía el estomago (lavado). b) Porque la paciente presenta hiperventilación y analice los valores de pH, PO2, PCO2 y bicarbonato. Al consumir 100 tabletas de aspirina la paciente sufrió una intoxicación lo que le causo que la droga pasara la barrera hematoencefalica y a nivel del bulbo estimula directamente al centro respiratorio con aparición de hiperventilación produciendo una caída en la Pco2 extracelular y un incremento del ph. Cuando se sufre hiperventilación la hemoglobina se sutura de oxigeno y hay perdida excesiva de co2 creándose un desequilibrio metabólico, esta baja de co2 lleva a una alcalosis (se eleva el ph sanguíneo). Un cambio

producido cuando se sufre alcalosis respiratoria es la constricción de las arterias que van al cerebro con lo que se generan mareos. Al inyectarle bicarbonato se busca facilitar el tratamiento de la sobredosis de aspirina. c) Como actúa el buffer bicarbonato/acido carbónico en el organismo de la paciente para estabilizar el pH fisiológico 60 horas después de la ingesta excesiva de aspirina.

d) Que función desempeñan los riñones en los desequilibrios acido-base.