El pH normal de la sangre se sitúa entre 7,35 y 7,45, lo que corresponde a una [H⁺] en torno a 40 nM. Como el pK del tampón bicarbonato es 6,1, bastante alejado del pH normal de la sangre, su eficacia amortiguadora es muy reducida. Sin embargo, su importancia fisiológica es enorme ya que:

• el sistema respiratorio permite controlar la presión parcial de CO₂ en los pulmones
• los riñones permiten ajustar la [HCO₃^-] en el plasma

Los pulmones y los riñones regulan la presión parcial de CO2 y la [HCO3-], respectivamente, lo que permite mantener el pH de la sangre dentro de los valores normales

Si el pH de la sangre cae por debajo de 7,35 se produce una acidosis y si sube por encima de 7,45 se produce una alcalosis. Como el origen de las desviaciones del pH puede ser de tipo metabólico o de tipo respiratorio, se distinguen cuatro tipos de desajustes:

• Acidosis respiratoria
• Acidosis metabólica
• Alcalosis respiratoria
• Alcalosis metabólica

El aparato respiratorio tiene quimiorreceptores sensibles a la concentración de H+ ubicados en el bulbo raquídeo, en la aorta y en la bifurcación de las carótidas:

• La acidemia estimula a estos receptores y provoca un aumento de la actividad ventilatoria, lo que produce una mayor eliminación de CO₂. La presión parcial de CO₂ en los pulmones descenderá, y disminuye la cantidad de CO₂ disuelta en sangre. El cociente HCO₃^-/CO₂ aumentará, al igual que su logaritmo y el pH, con lo que se corrige la acidemia (ver tabla inferior).

Cambios en la frecuencia respiratoria corrigen desviaciones del pH	Hiperventilación
	Hipoventilación

• La alcalemia provoca una menor ventilación, con lo que la presión parcial de CO₂ en los pulmones aumentará y habrá más CO₂ disuelto en la sangre. El cociente HCO₃^-/CO₂ disminuirá, al igual que el pH, con lo que se corrige la alcalemia (ver tabla superior).

Cuando la variación del pH es de origen respiratorio, este aparato no puede servir para compensar la alteración. Los riñones también contribuyen a corregir los cambios en el pH a través de diversos mecanismos:

• es capaz de excretar los excesos de HCO₃^- o de reabsorber el HCO₃^- filtrado, si fuese necesario
• es capaz de excretar H⁺ en forma de H₂PO₄^- y de NH₄⁺
• durante este proceso se genera nuevo HCO₃^- lo que permite reemplazar el que se ha consumido

La acidemia estimula la excreción de H+ y la retención de bicarbonato a nivel renal. La alcalemia tiene el efecto contrario.

Estas funciones compensatorias son lentas. Por lo tanto, el riñón es un mecanismo de compensación a largo plazo (entre 12 y 72 horas), incapaz de reaccionar ante cambios bruscos en la [H⁺].

Si contenemos la respiración, aumenta la presión parcial de CO₂ en los pulmones y la cantidad de CO₂ que se disuelve en sangre. El cociente HCO₃^-/CO₂ disminuirá, al igual que su logaritmo, y el pH (figura de la derecha). Si el pH disminuye por debajo de 7,35 se provoca una acidosis respiratoria.

La reducción del ritmo respiratorio se puede deber a:

• la administración de anestésicos o barbitúricos
• enfermedades como la bronquitis crónica o el enfisema pulmonar
• enfermedades que afectan a los músculos implicados en la respiración
• apneas (pesca submarina)

La compensación renal, consiste en un aumento en la secreción de H⁺ y en la reabsorción del HCO₃^- plasmático. Esta compensación suele ser parcial y no es inmediata, sino que tarda entre dos y tres días.

La acidosis metabólica consiste en un aumento de la [H⁺] en la sangre. Las causas pueden ser diversas:

• la ingestión directa de ácidos (aspirina)
• la práctica de deporte (genera ácido láctico)
• el metabolismo excesivo de las grasas genera cetoácidos (en diabéticos o en condiciones de ayuno)
• la pérdida de bicarbonato (diarreas)
• insuficiencia renal (no se eliminan H⁺ o no se recupera HCO₃^-)

Compensación mediada por el sitema respiratorio

El equilibrio de ionización del ácido carbónico se desplaza hacia la izquierda (flechas de color rojo en la figura inferior), aumentando la [H₂CO₃] y la [CO₂] disuelto en el plasma. Este aumento se traduce en un aumento de la presión parcial del CO₂ gaseoso en los pulmones. Este exceso de CO₂ se elimina fácilmente aumentando la frecuencia respiratoria. Si forzamos la respiración, la presión parcial de CO₂ en los pulmones descenderá, y con ella la cantidad de CO₂ que se disuelve en sangre. El cociente HCO₃^-/CO₂ aumentará, al igual que su logaritmo y con él, el pH (ver tabla inferior).

Problema: Acidosis metabólica	Respuesta: hiperventilación
	Alcalosis respiratoria

Compensación mediada por los riñones

En el riñón se estimula la secreción de H⁺ y la reabsorción de HCO₃^-.

Si forzamos la respiración, disminuye la presión parcial de CO₂ en los pulmones y la [CO₂] disuelta en sangre. El cociente HCO₃^-/CO₂ aumentará, al igual que su logaritmo, y el pH (figura de la derecha). Si el pH aumenta por encima de 7,35 se provoca una alcalosis respiratoria.

La hiperventilación se puede deber a:

• estados de ansiedad, estrés emocional, dolor, fiebre, hipotensión, embarazo
• insufuciencia hepática
• en alta montaña, la falta de oxígeno provoca una hiperventilación

La compensación renal, consiste en una disminución en la secreción de H⁺ y en una disminución en la reabsorción del HCO₃^- plasmático. Esta compensación no es inmediata (tarda entre dos y tres días), pero es bastante eficaz, ya que la disminución del HCO₃^- restablece los valores normales de pH.

La alcalosis metabólica enconsiste en una disminución de la [H⁺] en la sangre. Las causas pueden ser diversas:

• pérdida de ácidos gástricos (vómitos)
• ingestión de álcali, bicarbonato o de antiácidos para facilitar la digestión
• abuso de diuréticos (se retiene un exceso de HCO₃^- y se pierden K+ y, H⁺)

Compensación mediada por el sitema respiratorio

Al disminuir la [H⁺] el equilibrio de ionización del ácido carbónico se desplaza hacia derecha (flechas de color azul en la figura inferior), aumentando la disociación del H₂CO₃. Al disminuir la [H₂CO₃], el CO₂ disuelto en el plasma se combina con el agua para formar H₂CO₃. La disminución del CO₂ disuelto en la sangre provoca que el CO₂ en estado gaseoso en los pulmones se disuelva en el plasma para restablecer el equilibrio. Se puede evitar que disminuya la presión parcial del CO₂ en los pulmones mediante una disminución de la frecuencia respiratoria. Si contenemos la respiración, la presión parcial de CO₂ en los pulmones aumentará, y con ella la cantidad de CO₂ que se disuelve en sangre. El cociente HCO₃^-/CO₂ disminuirá, al igual que su logaritmo, y el pH descenderá.

Problema: Alcalosis metabólica	Respuesta: Contenemos la respiración
	Acidosis respiratoria

Compensación mediada por los riñones

En el riñón se reducen tanto la secreción de H⁺ como la reabsorción de HCO₃^-. El exceso de HCO₃^- se elimina en la orina.