CLINICA «PUERTA DE HIERRO» (MADRID)

SERVICIO DE FUNCIONES RESPIRATORIAS

Jefe: Profesor Juan A. Estada

Influencia del hematócrito

en el poder amortiguador

de la sangre

Doctores M.ª T. García Carmona, S. Ruiz de Andrés y J. A. Estada

INTRODUCCION

Un gran número de compuestos, cuando

se disuelven en agua, actúan como "buffery",

debido a que sus moléculas contienen

grupos que toman o ceden rápidamente

iones H+'.

Un sistema amortiguador es tanto más

eficaz cuanto más próximo está al valor de

su pK, porque en esa zona de pH es donde

existen cantid ades equiparables de aceptores

y donadores de H +. La amortiguación

es máxima cuando el pH es igual al pK.

La acción de un "buffer" puede describirse

cuantitativamente en términos de su

curva de titulación. Una curva así se construye

disolviendo en H20 una cantidad

conocida de "buffer" y m-idiendo el pH de

la solución; luego se añade una cantidad

conocida de ácido y se lee el pH nuevamente.

Se repite este proceso hasta haber

abarcado todo el poder regulador del "buffer".

El valor "buffer" de una solución es la

cantidad de iones H+ que pueden añadirse

o extraerse a una solución con una variación

en una unidad de pH. La sangre se

considera un tampón cuyos amortiguadores

principales son la hemoglobina, y el sistema

C03H2 ~ C031-l'-. Existen otros sistemas.

los fosfatos albúminas, pero sus concentraciones

son tan bajas que en la práctica

se pueden desatender.

En el sistema tampón C03H2 ~ C03H+

H+ el aceptor de protones es el C03HY

el donador el C03H2• -

La sangre es un sistema tampón cuyo

pK es 6.1 O y el pH normal 7,40. Con estos

dos datos se pueden deducir la concentración

del donador y del aceptor según la

ecuación de Henderson-Hasselbalch.

181

pH == pK + log

7,40 = 6,10 + log

1,3 = log

Al presentar el aceptor y el donador de

protones concentraciones tan distintas

hace que el sistema tampón así considerado

no sea muy bueno.

Pero las propiedades particulares de 1

ácido carbónico, así como el sistema respiratorio,

permiten un resultado mejor.

Cuando el ión C03H- recibe H+ para

formar COáHz. todo el C03H2 neoformado

se elimina de inmediato por aceleración

de la respiración. Por eso el sistema bicarbonato-

ácido carbónico es el amortiguador

más importante en la defensa contra el

exceso de H+ , siempre y cuando la respuesta

respi.ratoria se produzca normalmente.

El pode~ amortiguador de la hemoglobina

se debe a la histidina. Este es un aminoácido

que forma parte de la proteína, y que

en la cadena lateral tiene un grupo imidazol

que puede formar una unión reversible

con el ion H.+ entre límites de pH de seis a

ocho'. El poder amortiguador es casi uniforme

para todos los valores de pH sanguíneo

compatibles con la vida.

Er1 el presente trabajo hemos· intentado

estudiar el poder tampón de la sangre. variando

los distintos términos de la ecuación

de Henderson-Hasselbalch, viendo la relación

que existe entre este poder tampón y

la cantidad de hemoglobina, definida. ésta

por el hematócrito.

MATERIAL Y METODOS

"Lai; sangres que hemos utilizado han

sido de enfermos o individuos normales

182

7,40- 6,10 = log

20 [CO,H")

¡co;H2J

qu.e llegaban a nuestro Servicio para hacerse

un análisis de gases en sangre arterial.

Se trata, pues, de sangre arterial extraída

en condiciones anaeróbicas.

Estas sangres las hemos dividido en tres

grupos:

Sangres con hematócritos superiores al

55 por 100, todas ellas procedentes de

individuos afectados de cor pulmonale.

Sangres con hematócritos comprendidos

entre 42 y 48 por 1 OO.

Sangres con hematócritos inferiores al

34 por 100.

A cada una de estas sangres se les ha

hecho un estudio de su poder tampón de

la siguiente manera:

Se ha añadido sucesivamente a partes

alícuotas de un mililitro de sangre. cantidades

crecientes de ácido y bicarbonato, midiendo

a continuación el pH. La adición,

tanto de ácido como de bicarbonato, se ha

llevado a cabo en condiciones anaeróbicas,

partiendo de soluciones madre de ácido

láctico y bicarbonato sódico en concentraciones

tales que la adición no produjera la

hemólis1s de la sangre tratada.

La solución madre de ácido láctico es

una solución 0,4 molar, preparada a partir

de ácido láctico "Merck", de densidad

1,2 1, de la que se han medido en tubos ~

ensayo 0,01, 0,02 y 0,03 mililitros, equivalentes

a la adición de 4, 8 y 12 miliequivalentes

de ácido por litro de ~angra.

La solución madre de bicarbonato sódico

de la que partimos es la de · 1as ampollas

que normalmente se us.an en clínica, cuya

concentración es un molar, valoradas por el

método de Casares. Igualmente que con el

ácido se han medido en tubos de ensayo

0,01, 0,02 y 0,03 mililitros, equivalentes a

la adición de 1 O, 20 y 30 miliequivalentes

de bicarbonato por litro de sangre.

Sobre los tubos en los que se midió el

ácido o la base se añadió a continuación

un mililitro de la sangre problema, medido

anaeróbicamente con pipeta de Van Slyke,

sellando a continuación las siguientes determinaciones:

pH: En un "combianalysator", por el

método potenciométrico con electrodo de

vidrio.

pC02: Por el método potenciométrico,

con electrodo de vidrio recubierto de material

termoplástico según indicación de

Gerts, y modificado como electrodo estabilizado

por U. Gleischmann.

Bicarbonato actual: Calculado según el

diagrama de Davenport.

Bicarbonato estándar: Calculado por tonometrización

· a 38° C, con saturación completa

de oxígeno y 40 mmHg de pCCz

RESULTADOS

Los datos obtenidos para cada grupo de

sangres estudiadas se han representado en

un diagrama enfrentando variaciones de pH

a variaciones de bicarbonato.

Estudiamos a continuación cuáles son

los fenómenos que se producen, por la adición

de ácido y de bicarbonato, en las sangres

ensayadas.

En la sanqre existe un equilibrio representaao

por la ecuación:

Aplicando la ley de acción de masas a

este equilibrio se obtiene la constante K,

de equilibrio.

K=

[CQ,W] [W]

[CO,H2]

Al añarlir ácido a11mP.nta la concentración

de iones H+ y disminuye la de C03'W

por tanto, para que el valor del quebrado no

varíe ha de aumentar el denominador. El

aumento de ácido carbónico se traduce en

un aumento de la pCOz por desdoblamiento

según la reacción:

y este aumento de la pCOz produce una

disminución del pH. Son dos, pues, los factores

que producen el descenso del pH.

1.0 El aumento de la concentración de

H + por la adición del ácido.

2.0 El aumento de la concentración de

H+ como consecuencia de la elevación de

la pC02.

Al añadir bicarbonato, variamos de nuevo

el equilibrio de la reacción anterior. Aumenta

la concentración de C03H -. disminuye

la de H+ y para que el equilibrio no

varíe ha de aumentar también la concentración

del denominador, aumentando consecuentemente

la pCOi.

En este caso los dos ·factores que modifican

el pH son contrarios.

El resultado final sobre el pH es la suma

de ambos fenómenos. Al aumento producido

por el bicarbonato hay que restarle el

efecto que sobre el pH tiene el aumento de

pC02.

Es por esto por lo que no se obtiene una

línea continua al unir los puntos correspondientes

a la adición de ácido con los corre

spondientes a la adición de bicarbonato.

Para estudiar el poder tampón y sus re laciones

con el hematócrito, hemos representado

los re sultados obtenidos de la adición

de las cantidades antes mencionadas de

ácido y base para cada sangre, agrupándolas

según e l hematócrito, comparando

primero las gráficas de cada experimento

con las de su grupo y luego comparando

las líneas tampón representativas de cada

grupo.

Para establecer una relación entre el

hematócrito y el poder tampón de la sangre

hemos representado gráficamente las

líneas tampones medias representativas de

cada grupo que aparecen en la figura 7,

donde el punto O corresponde a las condiciones

basales de la sangre, en la parte

inferior se representa la disminución del pH

en décimas frente a la disminución del bicarbonato

en miliequivalentes por litro,

como consecuencia de la adición de las

cantidades mencionadas de ácido láctico.

183

f - -

184

.:,.a.··---c,",.

-...

-

·-

10-

•o-

...

·-

•o- .. _

..,_

·-

·-

....•T. ..O...C....a .,,.r.o. a

C···'-•

o.. ............ .

•····

Hl tU TOC•ITOt

•A---·.H,.stl e-•

D--~

t ·-Tn

, __ _

......... :

' ' f.30 7,.4. 0 1.&0 1.•' o r.I o

•"

....1111 Figura 1.-En esta grllfica estén representados

"1111111 los datos obtenidos en seis muestras de sangre

con hematócritos. El punto en el cual convergen

las lineas correspondientes a la adición de écido

y a la adición de bicarbonato es el de los valores

basales de pH y bicarbonato actual de cada sangre.

La parte inferior de la gréfica corresponde a

la adición de écido; la superior, a la adición de

bicarbonato. La caracterlstica més importante de

este grupo es su homogeneidad, que aparece

plasmada en el paralelismo que existe entre las

diversas rectas.

••

u -

·~·

·-

·-

·-

·-

20-

·-

...

~

1,a' o

!'·~·,·~,,,., HtHIH#I

•..•,a .s

..•.•...•..• ....

...

1 '

f,30 t TAO ,.' . u'o

•

' "'º .... •

Figura 2 .-Representa la isobara de 40 mmHg de

pC02 de las sangres de este grupo .

""-Figura 3 . Se representan en esta figura los da~

tos correspondientes a las muestras de sangres

con hematócritos altos. Este grupo no pre.senta

la homogeneidad dal anterior, ya que los valores

del hamatócñto varlan en m6rgenes més

amplios y por tanto no existe el claro paralelismo

que existla en el anterior grupo.

to-e~"''•

....

...

-..

--

, ...

. ._

....

•O-

....

....

20-

...

'

t •o•••• .cc>1 •••,,_

..,,.,.. ., ,... .._ ,,. .. AllN ... ..... yf'J• ... , ...

.. .....

.,..1

•

./

•l l

'

•

,... .

..

T.90 T.ao ' '·· T,10 f ,to ...' .

\

• a4s

• JO'" ... 41 10•

' 10-

"' 10·

,/

;1·

,1

,/

1

..•

T,20

.;

'

..... 'Ἴ

!

• I

,,,

• ...

...

r

.,', ..

~Figura 4.- Representa la isobara de 40 mmHg de

"'11111 pC02 de las sangres de este grupo.

.... C0aH'"•,-.'1¡,.. •

KllMTOCllTOa ••'oa A - • .... ... e .... o .•.n. • •••

• .. .... ...

....

...

...

10-

1.:0 7,IO 1.JO '·'º JAO ,. .•o 1.io

A.

Figura 5.-Se representan en esta figura los datos

correspondientes a las muestras de sangres con

hematócritos bajos. Este grupo. al igual que el

anterior. no presenta la homogeneidad del primero,

pues los hematócritos varlan del 34 al 20

por 100. encontrllndose un claro paralelismo entre

las grllficas correspondientes a hematócritos

próximos como son las lineas D. E. F. y las A. B.

c.

~Figura 6.-Representa la isobara de 40 mmHg de

"'11111 pC02 de las sangres de este grupo.

185

En la parte superior se representa el

aumento del pH en décimas frente al aumento

del bicarbonato en mieliquivalentes

por litro. Este aumento del bicarbonato se

consigue mediante la adición de las cantidades

mencionadas de bicarbonato sódico.

... lto¡o :

N•1t• ...

..•

..

·•

-·

_,. . . •00/l -oy -·~ º·ºº +0.01 •0.02 •"

Figura 7 .

Verde

Rojo

Negro

= c = hematócritos altos.

= B = hematócritos normales.

= A= hematócritos bajos.

Calculado el valor de la pendiente de

estas líneas encontramos los siguientes

resultados.

Adición Hematócritos Pendientes

Acido Normales 1

Acido Altos 1,26

Acido Bajos 0,78

Bicarbonato Normales 3,80 .

Bicarbonato Altos 4 ,70

Bica0rbonato Bajos 3·

Traduciendo el valor de estas pendientes

a valores de poder tampón. se obtienen los

siguientes resultados·:

186

Hematócritos

Miliequivailentes

de ácido

aftadido

por litro

de sangre

Miliequivalentas

de

bicarbonato

ailadido

por litrO

ele sangre

Normales ............ 50 , ................ . 181

240

150

Altos .................... 67,5 ................. .

Bajos ................... 40 ................. .

Como se ve, el poder amortiguador de la

sangre varía directamente con el del hematócrito

.

Estos resultados concuerdan con los obtenidos

por los autores que se han ocupado

recientemente de estos problemas, y

creemos es de utilidad el ampliar el número

de casos estudiados.

BIBLIOGRAFIA

1. Bartels, H .• y cols.: Lungenfunktionsprüfungen.

Springer-Verlag. Berlfn-Géittingen-Heidelberg,

1959.

2. Bland. J. H.: Metabolismo del agua y de los

electrólitos .en cllnica. Editorial lnteramericana,

S. A . Méjic~._ 196~ ..

3. Casares, J .• y Casares. R :: Tratado de anlllisis

quf(T!ico, 7 .•edición, 11, 264.

4. Davenport, H. W.: El A8C de la qulmica llcidobase.

Editorial Universitaria. Buenos Aires. 1966.

5. Denolin. H.; Sadoul. P .• y cols.: L 'exploration

fonctionelle pulmonaire. Editions Medicales

Flammarion, París, 1964.

6 . Gleichmann, U .; lübbers. D. W .• y cols. :

PflügersArch.,. 271 , 456 (1960).

7. Hasselbalch, D. A .: Die 8erechnung der Wasserstoffzahl

des 81utes aus der freien und gebundenen

Kohlensiiure desselben un die Sauerstoffbindung

des 81utes als Funktion der Wassestoffzahl.

8. Ruiz, S., y Estada, J.: "Equilibrio ácido-base en

sangres conservadas. Su importancia". Folia CUnica

Internacional, t. 18, núms. 7-8. págs. 3-10

(19681.

9. Siggaard Andersen: "A graphio representation

of the alterations of the acid-base balance".

J. Clin. Lab. _lnves., 31 1 -314, 12, 1960.

10. Ulmer, W. T ., y cols.: Die "Lungenfunktion.

Georg Thieme-Verlag. Sttugar. 1970.