Cátedra de Clínica Médica – Facultad de Ciencias Médicas – Universidad Nacional de Rosario

La fisiología del equilibrio ácido base (AB) puede ser interpretada a través de un análisis físico químico, como lo describió Peter Stewart hace aproximadamente 20 años. Este “nuevo” enfoque fue ignorado hasta no hace mucho tiempo, seguramente por considerarse un tanto complicado en lo que respecta a la operatividad del mismo. Tal vez, los enfoques tradicionales, son insuficientes para explicar los trastornos que ocurren en determinadas situaciones. La diferencia más importante del enfoque de Stewart con respecto al tradicional es que los iones H+ y CO3H- no son variables independientes, sino que en realidad, la concentración de los mismos es determinada por otros factores. Por lo tanto un cambio en el pH no resulta de la remoción ó generación de dichos iones, lo hace a consecuencia de modificación en otras variables. Es la tierra quien gira alrededor del sol y no la inversa, tal como lo estableció Copérnico hace algunos siglos. Por lo tanto, como dice John Kellum y haciendo un parangón entre lo astrónómico y lo fisiológico, parecería que el universo AB, no gira alrededor de los iones H+ y CO3H-. Ambos enfoques son perfectamente compatibles, y su diferencia se basa en los mecanismos que explican su comportamiento. La observación de que la acidosis metabólica se asocia a disminución del CO3H- y del EB es valida. Sin embargo, suponer que estos cambios son los causantes de la acidosis no parece ser correcto. El enfoque de Stewart, nos propone comprender la fisiología AB a través de principios fisicoquímicos: electroneutralidad, conservación de masas y disociación de electrolitos. La cuestión básica en este enfoque es la presencia de tres factores independientes que controlan los cambios en el AB. A saber: presión de dioxido de carbono (PCO2), diferencia de iones fuertes (SID, del ingles: strong ion diference) y la concentración total de ácidos débiles (ATOT).

El rol de la PCO2 en un sistema abierto como se entiende que ocurre con el control del sistema respiratorio, es similar al del enfoque tradicional, con la ecuación de Henderson-Hasselbach (HH), ó sea:

Los iones fuertes son aquellos que se disocian completa ó casi completamente en una solución. Los más importantes son el Na+, K+ y Cl- . Es la diferencia existente entre los mismos y no los valores absolutos, los determinantes de los fenómenos que pueden modificar el comportamiento AB. A medida que disminuye la diferencia entre estos iones fuertes (SID), la [H+] aumenta y por lo tanto disminuye el pH. En cuanto a los ATOT , el más importante es la albúmina y en menor grado el fosfato. Entonces estos tres factores independientes, controlaran otros factores dependientes: H+ , OH- y CO3H- Ahora bien: ¿Cuál es el origen de los iones H+ en el enfoque de Stewart?. En base a lo que observamos en el apartado anterior, es la disociación de las moléculas de H2O. Virtualmente todas las soluciones biológicas contienen H2O, lo que constituye una fuente inagotable de H+. Entonces, la [H+] en dicha solución, estará determinada por la disociación del H2O, en H+ y OH-. Dicho esto de otro modo, la [H+] estará dada, no como resultado de cuantos protones sean adicionados o removidos de la solución en cuestión, sino como consecuencia de la disociación del H2O. Obviamente, los factores que determinan la disociación del H2O, son las leyes de la física y la química: • Electroneutralidad: en una solución acuosa, la suma de todos los iones de carga positiva (cationes) debería ser igual a la suma de todos los iones de carga negativa (aniones). • Ley de conservación de masas: en toda reacción química, la masa se conserva; esto es, la masa total de los reactivos, es la masa total de los productos. O sea que la masa no se crea ni se destruye, se transforma. La teoría atómica ha permitido interpretar en forma más sencilla esta ley del siguiente modo: Si en una reacción química, no son los átomos los que se alteran, sino que son únicamente las moléculas, el número de átomos de los reactivos, coincidirán con el correspondiente de los productos. Por lo tanto, en H2O pura, la cantidad de iones H+ y OH- deberían se iguales. Entonces hay tres determinantes que predicen, el comportamiento de la [H+] en una solución aún tan compleja como es el plasma: 1. SID: balance de la carga neta de los iones capaces de disociarse completa ó casi completamente. A los fines operativos se calcula de la siguiente forma: (Na+ + K+ + Ca++ + Mg++) – (Cl- + Lactato-). Esto también se refiere como SID aparente (SID ap) ya que hay algunos iones que no son medidos. 2. PCO2: variable independiente, siempre y cuando se asuma que el sistema es abierto, ó sea que la ventilación este presente. 3. ATOT: es una variable independiente no determinada por ninguna otra Los iones fuertes, por el principio de conservación de masas, no pueden ser creados ni destruidos y para satisfacer las leyes de la electroneutralidad, los iones H+ son generados ó consumidos por cambios en la disociación del H2O. Es necesario entender como se regulan estas tres variables independientes. El nuevo enfoque, no establece cambios en lo que respecta a la medición de los trastornos AB. Simplemente cambia la interpretación. La cuantificación de un trastorno AB es complementario al análisis fisicoquímico. Por ejemplo, el exceso de bases standard (EBS) puede utilizarse para cuantificar cambios en el SID. Se puede entender como el total de modificación del SID que es requerido para restaurar el pH a 7,40 a una PaCO2 de 40 mmHg. En el caso de un EBS negativo, el valor de este, se refiere a la cantidad de SID que debería incrementar. Esto se debe a que el SID es esencialmente igual a la base buffer (BB) propuesta por Singer y Hastings en el año 1948 y el EBS cuantifica el cambio en la BB. Recordemos que la BB, es la suma del CO3H- y de los buffers ácidos débiles no volátiles. Es de destacar que el EBS es más útil que el exceso de bases (EB), ya que el primero “se estandariza” para tener en cuenta la diferencia entre el equilibrio de CO2 in vitro e in vivo. El EBS provee una estimación de la cantidad de anión fuerte que necesita ser removidos ó cationes fuertes que tienen que ser adicionados para normalizar el pH. Por ejemplo, para que el EBS se modifique de -20 a -10 con el agregado de CO3HNa, la [Na+] sérico debería aumentar 10 mEq/litro.