Papel de los riñones en la regulación del equilibrio acidobásico

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Papel de los riñones en la regulación 
del equilibrio acidobásico
La concentración de H
+ en los líquidos del organismo 
es baja en comparación con la concentración de 
otros iones. Por ejemplo, el Na+ está presente a una 
concentración algo superior a 3 millones de veces la del 
H+ ([Na+] = 140 mEq/l; [H+] = 40 nEq/l). Debido a la baja 
[H+] en los líquidos corporales, con frecuencia se expre-
sa como el logaritmo negativo o pH.
Prácticamente todos los procesos celulares, tisulares 
u orgánicos son sensibles al pH. En realidad, la vida no
puede existir fuera de un intervalo de pH del líquido
corporal de 6,8 a 7,8 (de 160 a 16 nEq/l de H+). Habitual-
mente, el pH del líquido extracelular (LEC) se mantiene
entre 7,35 y 7,45. Como se describió en el capítulo 2, el
pH del líquido intracelular es ligeramente más bajo (de
7,1 a 7,2), pero también está regulado estrechamente.
Todos los días se ingieren ácidos y bases en la dieta. 
Además, el metabolismo celular produce numerosas sus-
tancias que tienen un impacto sobre el pH de los líquidos 
del organismo. Sin unos mecanismos apropiados para tra-
tar esta carga diaria de ácido y base, y, por tanto, para 
mantener el equilibrio acidobásico, muchos procesos ne-
cesarios para la vida no podrían tener lugar. Este capítulo 
revisa el mantenimiento del equilibrio acidobásico corpo-
ral total. Aunque se hace hincapié en el papel de los riño-
nes en este proceso, también se considera el papel de los 
pulmones y del hígado. Además, se presenta el impacto 
de la dieta y del metabolismo celular en el equilibrio aci-
dobásico. Finalmente, se consideran las alteraciones del 
equilibrio acidobásico, principalmente para ilustrar los 
procesos fisiológicos implicados. En todo este capítulo, 
un ácido se define como cualquier sustancia que dona H+ 
a los líquidos corporales, mientras que una base se define 
como una sustancia que extrae H+.
EL SISTEMA TAMPÓN HCO3–
El bicarbonato (HCO3–) es un importante tampón del 
LEC. Con una [HCO3–] plasmática normal de 23 a 25 mEq/l 
y un volumen de 14 l (para un individuo de 70 kg), el LEC 
puede tamponar potencialmente 350 mEq de H+. El siste-
ma tampón HCO3– se diferencia de otros sistemas tam-
pón del organismo (p. ej., fosfato) en que se halla regula-
do tanto por los pulmones como por los riñones. Esto se 
aprecia mejor considerando la siguiente reacción: 
● Ecuación 36-1
Lento Rápido
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3–
Como se indica, la primera reacción (hidratación/deshi-
dratación de CO2) es el paso limitante. Esta reacción, nor-
malmente lenta, se acelera enormemente en presencia de 
anhidrasa carbónica*. La segunda reacción, la ionización 
de H2CO3 a H+ y HCO3– es prácticamente instantánea. 
La ecuación de Henderson-Hasselbalch (36-2) se utili-
za para cuantificar cómo afectan al pH los cambios en el 
CO2 y el HCO3–.
● Ecuación 36-2
pH pK
HCO
PCO
= ′ +
−
log
[ ]3
2
α
o
● Ecuación 36-3
pH
HCO
PCO
= +
−
6 1
0 03
3
2
, log
[ ]
,
En estas ecuaciones, la cantidad de CO2 está determi-
nada a partir de la presión parcial de CO2 (Pco2) y su 
solubilidad (α) en solución. Para el plasma a 37 °C, α 
tiene un valor de 0,03. También, pK´ es el logaritmo ne-
gativo de la constante de disociación total de la ecuación 
36-1, y su valor es de 6,1 para el plasma a 37 °C. Por otro
lado, la relación entre HCO3–, CO2, y [H+] puede expresar-
se como sigue:
● Ecuación 36-4
[ ]H
P
HCO
CO+
−
= ×24 2
3
El análisis de las ecuaciones 36-3 y 36-4 demuestra que 
el pH y la [H+] varían cuando la [HCO3–] o la Pco2 se alte-
ran. Las alteraciones de equilibrio acidobásico deriva-
das de un cambio en la [HCO3–] se denominan alteracio-
nes acidobásico metabólicas. Estas alteraciones se 
consideran con mayor detalle en una sección posterior. 
Los riñones son los principales responsables de la regu-
lación de la [HCO3–] en el LEC, mientras que los pulmo-
nes controlan la Pco2. 
REVISIÓN DEL EQUILIBRIO ACIDOBÁSICO 
La dieta de las personas contiene muchos constituyen-
tes que son ácidos o bases. Además, el metabolismo ce-
* La anhidrasa carbónica (CA) cataliza concretamente la reacción: H2O→H+ + 
OH– + CO2 → HCO3– + H+ → H2CO3. 
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lular produce ácidos y bases. Por último, las bases son 
eliminadas cada día por las heces. Como se describirá 
más adelante, el efecto neto de estos procesos es la adi-
ción de ácido a los líquidos del organismo. Para que el 
equilibrio acidobásico se mantenga, el ácido debe ser ex-
cretado desde el cuerpo en una cantidad equivalente a 
su adición. Si la adición supera la excreción, el resultado 
es la acidosis. Por el contrario, si la excreción excede la 
adición, el resultado es la alcalosis. 
Los principales constituyentes de la dieta son los hi-
dratos de carbono y las grasas. Cuando la perfusión ti-
sular es adecuada, el oxígeno está disponible en los te-
jidos y la insulina se halla presente en niveles normales, 
los hidratos de carbono y las grasas se metabolizan a 
CO2 y H2O. Normalmente, a diario, de 15 a 20 moles de 
CO2 se generan mediante este proceso. Habitualmente, 
esta gran cantidad de CO2 se elimina de manera eficaz 
del organismo por los pulmones. Por tanto, este CO2 de-
rivado del metabolismo no influye en el equilibrio acido-
básico. El CO2 habitualmente se denomina ácido volátil, 
ya que tiene la capacidad de generar H+ después de la 
hidratación con H2O (ecuación 36-1). El ácido que no 
deriva directamente de la hidratación del CO2 suele de-
nominarse ácido no volátil (p. ej., ácido láctico). 
El metabolismo celular de otros constituyentes de la 
dieta también tiene impacto sobre el equilibrio acidobá-
sico. Por ejemplo, la cisteína y la metionina, aminoácidos 
que contienen sulfuro, muestran ácido sulfúrico cuando 
se metabolizan, mientras que el ácido clorhídrico deriva 
del metabolismo de la lisina, arginina e histidina. Una par-
te de esta carga de ácido no volátil se compensa con la 
producción de HCO3– mediante el metabolismo de los ami-
noácidos aspártico y glutámico. Como promedio, el me-
tabolismo de los aminoácidos de la dieta muestra una 
producción neta de ácido no volátil. El metabolismo de 
ciertos aniones orgánicos (p. ej., citrato) tiene como re-
sultado la producción de HCO3–, el cual compensa en al-
gún grado la producción de ácido no volátil. En conjunto, 
en los individuos que ingieren una dieta que contiene car-
ne, la producción de ácido excede a la de HCO3–. Además 
de los ácidos y las bases derivados del metabolismo, los 
alimentos ingeridos contienen ácidos y bases. Por ejem-
plo, la presencia de fosfato (H2PO4–) en los alimentos in-
geridos incrementa la carga ácida de la dieta. Finalmente, 
durante la digestión, suele perderse por las heces algo de 
HCO3–. Esta pérdida es equivalente a la adición de ácido 
no volátil al organismo. Juntos, el aporte dietético, el me-
tabolismo celular y la pérdida fecal de bicarbonato resul-
ta en la adición aproximadamente de 0,7 a 1 mEq/kg de 
peso corporal de ácido no volátil al organismo cada día 
(de 50 a 100 mEq/día para la mayoría de los adultos). 
Los ácidos no volátiles no circulan a través del cuerpo 
sino que son inmediatamente neutralizados por el HCO3– 
en el LEC. 
● Ecuación 36-5
H2SO4 + 2NaHCO3 ↔ Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O
● Ecuación 36-6
HCl + NaHCO3 ↔ NaCl + CO2 + H2O
Este proceso de neutralización cede las sales de Na+ de 
los ácidos fuertes y extrae el HCO3– del LEC. Como se men-
cionó previamente, el LEC contiene aproximadamente 
350 mEq de HCO3–. Si este HCO3– no se recuperara, la pro-
ducción diaria de ácidos no volátiles (≈ 70 mEq/día) deple-
cionaría de HCO3– el LEC en 5 días. Para mantener el equi-
librio acidobásico, los riñones deben recuperar el HCO3– que 
se pierde por la neutralización de los ácidos no volátiles.
EXCRECIÓN NETADE ÁCIDO 
POR LOS RIÑONES
Bajo condiciones normales los riñones excretan una can-
tidad de ácido igual a la producción de ácidos no volátiles 
y, así, recuperan el HCO3– que se pierde por neutraliza-
ción. Además, los riñones deben prevenir la pérdida de 
bicarbonato por la orina. Esta última tarea es cuantitativa-
mente más importante, ya que la carga de HCO3– filtrada 
es aproximadamente de 4.320 mEq/día (24 mEq/l × 180 ml/
día = 4.320 mEq/día), en comparación con solamente 50 a 
100 mEq/día necesarios para equilibrar la producción de 
ácido no volátil. 
Tanto la reabsorción del HCO3– filtrado como la excre-
ción de ácido se consiguen mediante la secreción de H+ por 
las nefronas. Por tanto, en un solo día las nefronas deben 
segregar aproximadamente 4.390 mEq de H+ en el líquido 
tubular. La mayoría del H+ segregado sirve para reabsorber 
la carga filtrada de HCO3–. Solamente de 50 a 100 mEq de 
H+, una cantidad equivalente a la producción de ácidos no 
volátiles, se excreta por la orina. Como resultado de esta 
excreción de ácido, la orina suele ser ácida. 
Los riñones no pueden excretar una orina más ácida 
que un pH de 4 a 4,5. Incluso con un pH 4 solamente 
pueden excretarse 0,1 mEq/l de H+. Por tanto, para ex-
cretar suficiente ácido, los riñones excretan H+ con tam-
pones urinarios como el fosfato (Pi)*. Otros constituyen-
* La reacción de titulación es HPO4–2 + H+ ↔ H2PO4–. Esta reacción tiene un pK de 
6,8 aproximadamente.
AplicAción clínicA
Cuando los niveles de insulina son normales, los hidratos 
de carbono y los lípidos son completamente metaboliza-
dos a CO2 + H2O. Sin embargo, si los niveles de insulina 
son anormalmente bajos (p. ej., diabetes mellitus), el 
metabolismo de los hidratos de carbono conduce a la 
producción de varios cetoácidos orgánicos (p. ej., ácido 
β–hidroxibutírico).
En ausencia de unos niveles de O2 adecuados (hipoxia), 
el metabolismo anaerobio por las células también condu-
ce a la producción de ácidos orgánicos (p. ej., ácido lácti-
co) más que a CO2 + H2O. Esto se produce con frecuencia 
en individuos sanos durante un ejercicio extenuante. Una 
perfusión tisular deficiente, como la que aparece con 
un gasto cardíaco reducido, puede conducir también a un 
metabolismo anaerobio por las células y, de este modo, a 
acidosis. En estas condiciones, los ácidos orgánicos se 
acumulan, y el pH de los líquidos orgánicos disminuye 
(acidosis). El tratamiento (p. ej., la administración de insuli-
na en el caso de la diabetes) o la mejoría de la liberación de 
niveles adecuados de O2 a los tejidos (p. ej., en el caso 
de perfusión tisular deficiente) resulta en el metabolismo de 
estos ácidos orgánicos a CO2 + H2O, que consume H+ y, por 
tanto, ayuda a corregir la alteración acidobásica.
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638 Berne y Levy. Fisiología
A NIVEL CELULAR
Las anhidrasas carbónicas son enzimas que contienen zinc 
y catalizan la hidratación del CO2 (v. ecuación 36-1). La 
isoforma AC-I se encuentra en los hematíes, y es crucial 
para la capacidad de estas células para transportar CO2. 
Dos isoformas, AC-II y AC-IV, desempeñan importantes 
papeles en la acidificación de la orina. La isoforma AC-II 
está localizada en el citoplasma de muchas células a lo 
largo de la nefrona, incluyendo el túbulo proximal, la 
rama gruesa ascendente del asa de Henle, y las células 
intercaladas de los túbulos distal y colector. La isoforma 
AC-IV está unida a la membrana y se halla expuesta a los 
contenidos del líquido tubular. Se encuentra en la mem-
brana apical tanto del túbulo proximal como en la rama 
gruesa ascendente del asa de Henle, donde facilita la re-
absorción de gran cantidad del HCO3– reabsorbido por 
estos segmentos. También se ha demostrado la presencia 
de AC-IV en la membrana basolateral del túbulo proximal 
y en la rama gruesa ascendente del asa de Henle. Se su-
pone que su función en este lugar es facilitar de alguna 
manera la salida de HCO3– desde la célula. 
80%
TP
TD
~0%
10%
4%
TCC
TCMI
RAT
6%
● Figura 36-1. Reabsorción segmentaria de HCO3–. Se mues-
tra la fracción de la carga filtrada de HCO3– reabsorbida en los di-
ferentes segmentos de la nefrona. Habitualmente, toda la carga 
filtrada de HCO3– se reabsorbe, y poco o nada de HCO3– aparece 
en la orina. TCC: túbulo colector cortical; TD: túbulo distal; TCMI: 
túbulo colector de la médula interna; Tp: túbulo proximal; RAT: 
rama ascendente gruesa. 
tes de la orina también pueden servir como tampones 
(p. ej., creatinina), aunque su papel es menos importan-
te que la del Pi. En conjunto, los diferentes tampones 
urinarios se denominan ácidos titulables. Este término 
deriva del método mediante el cual se cuantifican estos 
tampones en el laboratorio. Clásicamente, se añade una 
base (OH–) a la muestra de orina para titular su pH has-
ta la del plasma (esto es, 7,4). La cantidad de base aña-
dida es igual a la cantidad de H+ titulado por estos tam-
pones urinarios, y se denomina ácido titulable. 
La excreción de H+ como ácido titulable es insuficiente 
para equilibrar la carga diaria de ácido no volátil. Un me-
canismo adicional e importante por el cual los riñones 
contribuyen al mantenimiento del equilibrio acidobásico 
es a través de la síntesis y excreción de amonio (NH4+). 
Los mecanismos implicados en este proceso se exponen 
con mayor detalle más adelante en este capítulo. Con res-
pecto a la regulación renal del equilibrio acidobásico, 
cada NH4+ excretado en la orina tiene como resultado el 
retorno de un HCO3– a la circulación sistémica, la cual 
repone el HCO3– perdido durante la neutralización de los 
ácidos no volátiles. Así, la producción y la excreción de 
NH4+, como la excreción de ácido titulable, es equivalente 
a la excreción de ácido por los riñones.
En resumen, los riñones contribuyen a la homeostasia 
acidobásica mediante la reabsorción de la carga filtrada 
de HCO3– y la excreción de una cantidad de ácido equi-
valente a la cantidad de ácido no volátil producida cada 
día. Este proceso en conjunto se denomina excreción de 
ácido neta (EAN), y puede ser cuantificada como sigue: 
● Ecuación 36-7
EAN = [(UNH4+ × V̇) + (UAT × V̇)] - (UHCO3- × V̇)
donde (UNH4+ × V̇ ) y (UAT × V̇ ) son las tasas de excreción 
(mEq/día) de NH4+ y acidez titulable (AT), y (UHCO3– × V̇ ) 
es la cantidad de HCO3– perdido en la orina (equivalente 
a añadir H+ al organismo)*. De nuevo, el mantenimiento 
del equilibrio acidobásico significa que la excreción de 
ácido neta debe igualar a la producción de ácido no volá-
til. Bajo la mayoría de las circunstancias, muy poco 
HCO3– se excreta por la orina. Por tanto, la excreción de 
ácido neta refleja esencialmente el ácido titulable y la ex-
creción de NH4+. Cuantitativamente, el ácido titulable re-
presenta aproximadamente un tercio, y el NH4+, dos ter-
cios de la excreción de ácido neta. 
Reabsorción neta de ácido a lo largo 
de la nefrona
Como se ha indicado mediante la ecuación 36-7, la excreción 
de ácido neta se maximiza cuando poco o ningún HCO3– se 
excreta por la orina. En realidad, bajo la mayoría de las cir-
cunstancias, muy poco HCO3– aparece en la orina. Dado que 
el HCO3– se filtra libremente en el glomérulo, aproximada-
mente 4.320 mEq/día se liberan a las nefronas y luego son 
reabsorbidos. La figura 36-1 resume la contribución de cada 
segmento de la nefrona a la reabsorción del HCO3– filtrado. 
El túbulo proximal reabsorbe la mayor cantidad de la 
carga filtrada de HCO3–. La figura 36-2 resume los princi-
pales procesos de transporte implicados. La secreción de 
H+ a través de la membrana apical de las células se pro-
*Esta ecuación ignora la pequeña cantidad de H+ libre excretada en la orina. 
Como se indicó anteriormente, la orina con un pH de 4 solamente contiene 
0,1 mEq/l de H+.
duce tanto mediante un intercambiador Na+-H+ como por 
la H+-ATPasa. El intercambiador Na+-H+ (NHE3) es la vía 
predominante para la secreción de H+, y utiliza el gradien-
te luz-célula de la [Na+]para llevar a cabo este proceso 
(p. ej., secreción activa secundaria de H+). En el interior 
de la célula, el H+ y el HCO3– se producen en una reacción 
que es catalizada por la anhidrasa carbónica. El H+ es se-
gregado en el líquido tubular, mientras que el HCO3– sale 
de la célula a través de la membrana basolateral y vuelve 
a la sangre peritubular. La salida de HCO3– de la célula 
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Líquido
tubular
Sangre
Na+
Na+
Cl–
CO2 + H2OH2O + CO2 
H2CO3
HCO3 + H
+
Na+
K+
H+
ATP
ATP
AC AC
–
3HCO3
–
HCO3
–
● Figura 36-2. Mecanismo celular para la re-
absorción por las células del túbulo proximal del 
HCO3– filtrado. Sólo se muestran los principales 
transportadores de H+ y HCO3–. AC: anhidrasa car-
bónica. 
pasado a través de la membrana basolateral está unida a 
otros iones. La mayoría del HCO3– sale mediante un co-
transportador que acopla la salida de 1Na+ con 3HCO3– 
(cotransportador sodio bicarbonato: NBC1). Además, 
algo de HCO3– puede salir intercambiándose por Cl– (vía 
intercambiadores Cl–-HCO3– independiente de Na+ y/o de-
pendiente de Na+). Como se expresa en la figura 36-2, la 
anhidrasa carbónica también está presente en el borde en 
cepillo de las células del túbulo proximal. Esta enzima 
cataliza la deshidratación del H2CO3 en el líquido luminal 
y, por tanto, facilita la reabsorción de HCO3–.
El mecanismo celular para la reabsorción de HCO3– 
por la rama gruesa ascendente del asa de Henle es muy 
parecido al del túbulo proximal. El H+ es segregado por 
un intercambiador Na+-H+ y la H+-ATPasa. Como en el tú-
bulo proximal, el intercambiador Na+-H+ es la vía predo-
minante para la secreción de H+. La salida de HCO3– des-
de la célula tubular implica al cotransportador 
1Na+-3HCO3– (aunque la isoforma es diferente de la del 
túbulo proximal) y al intercambiador Cl–-HCO3– (inter-
cambiador de anión: AE-2). Un cotransportador K+-HCO3– 
en la membrana basolateral también puede contribuir 
a la salida de HCO3– de la célula. 
Los túbulos distal* y colector reabsorben la pequeña 
cantidad de HCO3– que escapa a la reabsorción del túbu-
lo proximal y al asa de Henle. La figura 36-3 muestra el 
mecanismo celular del transporte H+/HCO3– por las célu-
las intercaladas localizadas dentro de estos segmentos 
(v. capítulo 32). 
Un tipo de células intercaladas segrega H+ (reabsorbe 
HCO3–) y se denominan células A o intercaladas α. Dentro 
de estas células, el H+ y el HCO3– se producen mediante la 
*Aquí y en el resto del capítulo nos centramos en la función de las células inter-
caladas. La primera parte del túbulo distal, que no contiene células intercala-
das, también reabsorbe HCO3–. El mecanismo celular es similar al descrito 
para la rama gruesa ascendente del asa de Henle, aunque las isoformas de los 
transportadores pueden ser diferentes. 
hidratación del CO2; esta reacción está catalizada por la 
anhidrasa carbónica. El H+ es segregado en el líquido tubu-
lar a través de dos mecanismos. El primero implica a una 
H+-ATPasa de la membrana apical. El segundo acopla la 
secreción de H+ con la reabsorción de K+ mediante una H+, 
K+-ATPasa similar a la encontrada en el estómago. El HCO3– 
sale de la célula a través de la membrana basolateral, inter-
cambiándose por Cl– (mediante un intercambiador Cl–-
HCO3–: AE-1) y penetra en la sangre del capilar peritubular. 
Otros transportadores de HCO3– se han localizado en esta 
célula. Sin embargo, su papel en la secreción de H+ (reab-
sorción de HCO3–) no se ha definido completamente. 
Una segunda población de células intercaladas segrega 
HCO3–, más bien que H+, en el líquido tubular (denomina-
das también células B o células intercaladas β)**. En estas 
células, la H+-ATPasa está localizada en la membrana ba-
solateral, y el intercambiador Cl–-HCO3–, en la membrana 
apical (fig. 36-3). Sin embargo, el intercambiador Cl–-HCO3– 
de la membrana apical es diferente del que se encuentra 
en la membrana basolateral de las células intercaladas 
secretoras de H+ y ha sido identificado como pendrina. 
Otros transportadores de HCO3– se han localizado en las 
células intercaladas secretoras de HCO3–, pero su papel 
preciso en la función de la célula no ha sido definido. La 
actividad de las células intercaladas secretoras de HCO3– 
está incrementada durante la alcalosis metabólica, cuan-
do los riñones deben excretar el exceso de HCO3–. Sin 
embargo, en la mayoría de condiciones (p. ej., ingestión 
de una dieta con contenido de carne), la secreción de H+ 
predomina en estos segmentos. 
La membrana apical de las células del túbulo colector 
no es muy permeable al H+, y, por tanto, el pH del líquido 
tubular puede llegar a ser bastante ácido. En realidad, la 
mayoría del líquido tubular ácido a lo largo de la nefrona 
**Un tercer grupo de células intercaladas muestra rasgos tanto de célula inter-
caladas secretoras de H+ como de HCO3–. La función concreta de este tercer 
tipo de células no se conoce completamente.
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640 Berne y Levy. Fisiología
Líquido
tubular
Sangre
Célula secretora de H+
Cl–
CO2 + H2OCO2 + H2O
H2CO3
HCO3 + H
+
K+
H+
H+
ATP
ATP
AC
–
HCO3
–
Líquido tubular Sangre
Cl–Cl–
CO2 + H2O
HCO3 H
+
ATP
AC
– HCO3 
–
Célula secretora de HCO3
–
● Figura 36-3. Mecanismos celulares para la 
reabsorción y secreción de HCO3– por las células in-
tercaladas del túbulo colector. Sólo se muestran los 
principales transportadores de H+ y HCO3–. AC: an-
hidrasa carbónica.
(pH de 4 a 4,5) se produce aquí. En comparación, la per-
meabilidad del túbulo proximal al H+ y al HCO3– es mucho 
más elevada, y el pH del líquido tubular desciende sólo 
hasta 6,5 en este segmento. Como se explicará más ade-
lante, la habilidad del túbulo colector para reducir el pH 
del líquido tubular es crucial para la excreción de los 
ácidos titulables urinarios y el NH4+.
Regulación de la secreción de H+
Cierto número de factores regulan la secreción de H+ y, 
por tanto, la reabsorción de HCO3– por las células de la 
nefrona (tabla 36-1). Desde un punto de vista fisiológico, 
el factor principal que regula la secreción de H+ por la 
nefrona es un cambio en el equilibrio acidobásico sisté-
mico. Así, la acidosis estimula la secreción de H+, mien-
tras que la secreción de H+ se reduce durante la alcalosis. 
La respuesta de los riñones a los cambios en el equilibrio 
acidobásico incluye tanto cambios inmediatos en la acti-
vidad o en el número de transportadores de la membra-
na (o ambos) como cambios a largo plazo en la síntesis 
de transportadores. Por ejemplo, con la acidosis meta-
bólica, ya sea producida por un descenso en la [HCO3–] o 
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 Capítulo 36 Papel de los riñones en la regulación del equilibrio acidobásico 641
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● Tabla 36-1. 
Factores reguladores de la secreción de H+ 
(reabsorción de HCO3–) por la nefrona
Factor Principal lugar de la acción 
Secreción incrementada de H+
Primario
Descenso de la [HCO3–] del LEC (↓pH) Toda la nefrona
Incremento de la Pco2 arterial Toda la nefrona
Cortisol Túbulo proximal*
Endotelina Túbulo proximal*
Secundario
Incremento de la carga filtrada de HCO3– Túbulo proximal
Contracción de volumen del LEC Túbulo proximal
Angiotensina-II Túbulos proximal y distal
Aldosterona Túbulos distal y colector
Hipopotasemia Túbulo proximal
PTH (crónica) Rama gruesa ascendente; túbulo distal
Secreción aumentada de H+
Primario
Aumento de la [HCO3–] del LEC (↑pH) Toda la nefrona
Disminución de la Pco2 arterial Toda la nefrona
Secundario
Descenso de la carga filtrada de HCO3– Túbulo proximal
Expansión del volumen del LEC Túbulo proximal
HipoaldosteronismoTúbulos distal y colector
Hiperpotasemia Túbulo proximal
PTH (aguda) Túbulo proximal
*El efecto sobre el túbulo proximal está establecido. puede regular también la 
secreción de H+ en otros segmentos de la nefrona. 
por un incremento en la presión parcial de dióxido de 
carbono (Pco2), el pH de las células de la nefrona dismi-
nuye. Esto estimula la secreción de H+ por mecanismos 
múltiples, dependiendo del segmento concreto de la ne-
frona. Primero, el descenso del pH intracelular crea un 
gradiente de [H+] entre la célula y el líquido tubular más 
favorable y, por tanto, hará energéticamente más favora-
ble la secreción de H+ a través de la membrana apical. 
Segundo, el descenso del pH puede conducir a cambios 
alostéricos en el transporte de proteínas, alterando con 
ello sus cinéticas Esto ha sido demostrado para el inter-
cambiador Na+-H+ (NHE3) en el túbulo proximal. Final-
mente, los transportadores pueden trasladarse hasta la 
membrana desde vesículas intracelulares. Este mecanis-
mo se produce tanto en las células intercaladas del túbu-
lo colector, donde la acidosis estimula la inserción exoci-
tótica de la H+-ATPasa en la membrana apical, y en el 
túbulo proximal, donde tiene lugar la inserción del anti-
porter Na+-H+ y la H+-ATPasa en la membrana apical. Con 
la acidosis crónica, la abundancia de transportadores 
aumenta, bien por un incremento de la transcripción de 
los genes del transportador apropiado o por una translo-
cación aumentada del ARNm del transportador. Los 
ejemplos incluyen el intercambiador Na+-H+ y el cotrans-
portador 1Na+-3HCO3– del túbulo proximal y H+-ATPasa 
de la célula intercalada. 
Aunque algunos de los efectos descritos pueden atri-
buirse directamente al descenso del pH intracelular, la 
mayoría de estos cambios en el transporte celular de H+ 
están mediados por hormonas u otros factores. Dos me-
diadores importantes de la respuesta renal a la acidosis 
son la endotelina y el cortisol. La endotelina-1 (ET-1) es 
producida por las células endoteliales y las células del 
túbulo proximal, y de esta manera ejercen sus efectos 
a través de mecanismos autocrinos y paracrinos. Con la 
acidosis, la secreción de ET-1 aumenta. En el túbulo 
proximal, la ET-1 aumenta la fosforilación y posterior 
inserción del cotransportador 1Na+-3HCO3– en la mem-
brana basolateral. La ET-1 también puede mediar la res-
puesta a la acidosis en otros segmentos de la nefrona. 
La acidosis también estimula la secreción de cortisol en 
la corteza suprarrenal. El cortisol, a su vez, actúa en los 
riñones incrementando la transcripción de los genes del 
intercambiador Na+-H+ y del cotransportador 1Na+-3HCO3– 
en el túbulo proximal, así como la translocación del 
ARNm de estos transportadores. 
La alcalosis, causada por un incremento de la [HCO3–] 
en el LEC o un descenso de la Pco2, inhibe la secreción 
de H+ debido a un incremento del pH intracelular de las 
células de la nefrona. Sin embargo, estos factores no es-
tán relacionados directamente con el mantenimiento del 
equilibrio acidobásico. Dado que la secreción de H+ en 
el túbulo proximal y en la parte gruesa de la rama ascen-
dente del asa de Henle está ligada a la reabsorción de 
Na+ (mediante el intercambiador Na+-H+), los factores 
que alteran la reabsorción de Na+ secundariamente afec-
tan a la reabsorción de H+. Por ejemplo, el proceso de 
equilibrio glomerulotubular asegura que la tasa de reab-
sorción del túbulo proximal esté unida a la tasa de filtra-
ción glomerular (GFR) (v. capítulo 33). Así, cuando se 
incrementa la GFR, aumenta la carga filtrada en el túbu-
lo proximal, y se reabsorbe más líquido (incluyendo 
HCO3–). Inversamente, un descenso de la carga filtrada 
provoca un descenso de la reabsorción del líquido y, por 
tanto, del HCO3–.
Las alteraciones del equilibrio del Na+, a través de 
cambios en el volumen del LEC, también tienen un im-
pacto en la secreción de H+. Con la contracción de volu-
men (equilibrio negativo de Na+), la secreción de H+ au-
menta. Esto tiene lugar a través de varios mecanismos. 
Uno de los mecanismos implica al sistema renina-angio-
tensina-aldosterona, el cual se activa por la contracción 
de volumen y conduce a un aumento de la reabsorción de 
Na+ por la nefrona (v. capítulo 34). La angiotensina-II ac-
túa en el túbulo proximal estimulando el intercambiador 
Na+-H+ en la membrana apical, así como el cotransporta-
dor 1Na+-3HCO3– en la membrana basolateral. Este efecto 
estimulador incluye un aumento de la actividad de los 
transportadores y su inserción exocitótica en la mem-
brana. En un grado menor, la angiotensina-II estimula la 
secreción de H+ en la primera porción del túbulo distal, 
un proceso mediado también por el intercambiador 
Na+-H+. La principal acción de la aldosterona sobre los 
túbulos distal y colector es estimular la reabsorción 
de Na+ por las células principales (v. capítulo 33). Sin 
embargo, también estimula la secreción de H+ en las cé-
lulas intercaladas de estos segmentos. Este efecto es 
tanto directo como indirecto. Mediante el estímulo de la 
reabsorción de Na+ por parte de las células principales, 
la aldosterona hiperpolariza el voltaje transepitelial 
(p. ej., la luz tubular se hace más electronegativa). Este 
cambio en el voltaje transepitelial facilita entonces la 
secreción de H+ por las células intercaladas. Además 
de este efecto indirecto, la aldosterona actúa directamen-
te sobre las células intercaladas estimulando la secreción 
de H+. El mecanismo o los mecanismos precisos de este 
efecto estimulador no se conocen completamente.
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642 Berne y Levy. Fisiología
Líquido
tubular
Sangre
Cl–
CO 2 + H 2O
Tampón + H+
H-tampón
H+
ATP
AC
HCO 3 
– HCO 3 
–
● Figura 36-4. Esquema general de la secre-
ción de H+ con tampones urinarios sin HCO3– (ácido 
titulable). El principal tampón es el fosfato (HpO4–2). 
Se muestra una célula intercalada secretora de H+. 
para simplificar, solamente se representa la H+-ATpa-
sa. La secreción de H+ mediante la H+-K+-ATpasa 
también titula los tampones de la luz. AC: anhidrasa 
carbónica.
Otro mecanismo por el que la contracción del volu-
men del LEC aumenta la secreción de H+ (reabsorción de 
HCO3–) es mediante cambios en las fuerzas de Starling 
de los capilares peritubulares. Como se ha descrito en 
los capítulos 33 y 34, la contracción del volumen del LEC 
altera las fuerzas de Starling de los capilares peritubula-
res de tal manera que aumenta la reabsorción total del 
túbulo proximal. Con este incremento de la reabsorción, 
se reabsorbe más carga filtrada de HCO3–.
Con la expansión de volumen (equilibrio positivo de 
Na+), se reduce la secreción de H+ debido a los bajos 
niveles de angiotensina-II y aldosterona, así como a las 
alteraciones de las fuerzas de Starling peritubulares que 
reducen la reabsorción total en el túbulo proximal. 
La hormona paratiroidea (PTH) tiene un efecto tanto 
estimulador como inhibidor sobre la secreción renal de 
H+. De forma aguda, la PTH inhibe la secreción de H+ en 
el túbulo proximal mediante la inhibición de la actividad 
del intercambiador Na+-H+ y también causando la endo-
citosis del intercambiador desde la membrana apical. A 
largo plazo, la PTH estimula la secreción renal de ácido 
actuando sobre la parte gruesa de la rama ascendente 
del asa de Henle y el túbulo distal. Dado que la secreción 
de PTH aumenta durante la acidosis, este efecto estimu-
lador de larga duración sobre la excreción renal de ácido 
es un componente de la respuesta renal a la acidosis. El 
efecto estimulador de la PTH sobre la excreción de ácido 
se debe, en parte, a la liberación de grandes cantidades 
de Pi a lugares más distales de la nefrona, donde luego 
se titula y se excreta como ácido titulable*.
Finalmente, el equilibrio del K+ afecta a la secreción 
de H+ por el túbulo proximal. La hipopotasemia estimula 
la secreción de H+, y la hiperpotasemia la inhibe. Se cree 
* Como se describió en el capítulo35, una de las acciones importantes de la PTH 
es la inhibición de la reabsorción de Pi por el túbulo proximal. Así, más Pi es 
liberado a los segmentos más distales de la nefrona, donde está disponible 
para la titulación y la excreción como ácido titulable. 
que los cambios inducidos por el K+ en el pH intracelular 
son responsables, por lo menos en parte, de este efecto, 
con la hipopotasemia que acidifica las células y la hiper-
potasemia que las alcaliniza. La hipopotasemia también 
estimula la secreción de H+ por el túbulo colector. Esto 
se produce como resultado de un incremento de la ex-
presión de la H+-K+-ATPasa en las células intercaladas.
Formación de nuevo HCO3–
Como se expuso previamente, la reabsorción de la carga 
filtrada de HCO3– es importante para maximizar la excre-
ción neta de ácido. Sin embargo, la reabsorción de HCO3– 
por ella misma no recupera la pérdida de bicarbonato du-
rante la neutralización de los ácidos no volátiles producidos 
durante el metabolismo. Para mantener el equilibrio acido-
básico, los riñones deben reemplazar este HCO3– perdido 
con nuevo HCO3–. La generación de nuevo HCO3– se alcanza 
mediante la excreción de ácido titulable a través de la sínte-
sis y excreción de NH4+.
La producción de nuevo HCO3– como resultado de la 
excreción de ácido titulable se representa en la figura 
36-4. Debido a la reabsorción de HCO3– por el túbulo 
proximal y el asa de Henle, el líquido que alcanza los 
túbulos distal y colector suele contener poco HCO3–. 
Así, cuando se segrega H+, se combina con tampones 
no-HCO3– (principalmente con Pi) y se excreta como 
ácido titulable. Dado que el H+ se produjo dentro de la 
célula a partir de la hidratación del CO2, también se 
produce HCO3–. Este HCO3– se devuelve al LEC como 
HCO3– nuevo. Como se apuntó, la excreción de Pi au-
menta con la acidosis. Sin embargo, incluso con el au-
mento del Pi disponible para la formación de ácido ti-
tulable, esta respuesta es insuficiente para generar la 
cantidad requerida de HCO3– nuevo. El resto de la gene-
ración de nuevo HCO3– se consigue como resultado de 
la producción y excreción de NH4+. 
El NH4+ lo producen los riñones, y su síntesis y poste-
rior excreción añade HCO3– al LEC. Es importante desta-
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 Capítulo 36 Papel de los riñones en la regulación del equilibrio acidobásico 643
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Líquido
tubular
Líquido
tubular
CO 2 + H 2O
NH 4
+
NH 4
+
2NH 4
+
NH 4
+
NH 3 NH 3
NH 4
+
NH 4
+
NH 3 + H
+
NH 3
NH 4
+
NH 4
+
NH 4
+
NH 4
+
NH 4
+
H+ HCO 3 
–
Sangre
Sangre
Na +
Na +
H+
H+
NH 4
+
H+
NH 4
+
H+
H+
Glutamina
A=
2HCO 3
–
AC
● Figura 36-5. producción, transporte y excreción de NH4+ por la nefrona. La glutamina se metabo-
liza a NH4+ y HCO3– en el túbulo proximal. El NH4+ es secretado en la luz, y el HCO3– penetra en la sangre. 
El NH4+ secretado se reabsorbe en la rama gruesa ascendente del asa de Henle y se acumula en el intersti-
cio medular. El NH4+ es secretado por el túbulo colector mediante difusión no iónica y difusión por atrapa-
miento, así como por intercambiadores de NH4+. Ambos procesos secretores requieren la secreción de H+ 
por el túbulo colector. por cada molécula de NH4+ excretada en la orina, una molécula de «nuevo» HCO3– es 
añadida al LEC. AC: anhidrasa carbónica.
car que este proceso está regulado como respuesta a los 
requerimientos acidobásicos del cuerpo. 
El NH4+ lo producen los riñones a través del metabo-
lismo de la glutamina. Básicamente, los riñones metabo-
lizan glutamina, excretan NH4+ y añaden HCO3– al cuerpo. 
Sin embargo, la formación de nuevo HCO3– a través de 
este proceso depende de la capacidad de los riñones 
para excretar NH4+ por la orina. Si el NH4+ no es excreta-
do por la orina sino que, por el contrario, penetra en la 
circulación sistémica, es convertido en urea por el híga-
do. Este proceso de conversión genera H+, el cual es en-
tonces tamponado por HCO3–. Por tanto, la producción 
de urea desde el NH4+ generado renalmente consume 
HCO3– e impide la formación de HCO3– a través de la sín-
tesis y excreción de NH4+ por los riñones. 
El proceso por el cual los riñones excretan NH4+ es com-
plejo. La figura 36-5 ilustra los hechos esenciales de este 
proceso. El NH4+ es producido desde la glutamina en las 
células del túbulo proximal, un proceso denominado amo-
niogénesis. Cada molécula de glutamina produce dos mo-
léculas de NH4+ y el anión divalente 2-oxoglutarato–2. El 
metabolismo de este anión finalmente produce dos molé-
culas de HCO3–. El HCO3– sale de la célula a través de la 
membrana basolateral y penetra en la sangre peritubular 
como nuevo HCO3–. El NH4+ sale de la célula a través de la 
membrana apical y entra en el líquido tubular. El mecanis-
mo principal para la secreción de NH4+ hacia la luz tubular 
implica al intercambiador Na+-H+, con el NH4+ sustituyendo 
al H+. Además, el NH3 puede difundir fuera de la célula a 
través de la membrana hacia el líquido tubular, donde 
gana un protón convirtiéndose en NH4+.
Una proporción significativa del NH4+ segregado por 
el túbulo proximal es reabsorbido por el asa de Henle. 
La rama gruesa ascendente es el lugar principal de esta 
reabsorción de NH4+, con el NH4+ sustituyéndose por K+ 
en el cotransportador 1Na+-1K+-2Cl–. Además, el voltaje 
transepitelial luminal positivo en este segmento dirige la 
reabsorción paracelular de NH4+.
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644 Berne y Levy. Fisiología
A NIVEL CELULAR
Los transportadores de NH4+ (RhBG y RhCG) se denomi-
nan glucoproteínas rhesus por su homología con las pro-
teínas rhesus que se encuentran en la superficie de los 
hematíes y que son responsables de las enfermedades 
hemolíticas y de las reacciones por transfusiones sanguí-
neas. Estos transportadores han sido localizados en la úl-
tima parte de los túbulos distal y colector. El RhBG está 
localizado en la membrana basolateral, mientras que el 
RhCG se halla en la membrana apical (en algunas espe-
cies, el RhCG se encuentra también en la membrana ba-
solateral). Ambos transportadores parecen funcionar 
como intercambiadores NH4+-H+.
El NH4+ reabsorbido por la rama gruesa ascendente 
del asa de Henle se acumula en el intersticio medular. 
Luego, desde allí, es secretado hacia el líquido tubular 
por el túbulo colector. Se han identificado dos mecanis-
mos para la secreción tubular de NH4+ por el túbulo co-
lector. El primero es la difusión no iónica y la difusión 
por atrapamiento. Mediante este mecanismo, el NH3 di-
funde desde el intersticio medular hacia la luz del túbu-
lo colector. Como se describió previamente, la secreción 
de H+ por las células intercaladas del túbulo colector aci-
difica el líquido luminal (puede alcanzarse un pH del lí-
quido luminal tan bajo como de 4 a 4,5). Por consiguien-
te, el NH3 que se difunde desde el intersticio medular 
hacia la luz del túbulo colector (difusión no iónica) gana 
un protón convirtiéndose en NH4+ por el líquido tubular 
ácido. Dado que el túbulo colector es menos permeable 
al NH4+ que al NH3, el NH4+ es atrapado en la luz tubular 
(difusión por atrapamiento) y eliminado del organismo 
por la orina. El segundo mecanismo implica los inter-
cambiadores NH4+-H+ localizados en la membranas ba-
solateral y apical de las células del túbulo colector 
(v. fig. 36-5). Puesto que la acidificación del líquido tu-
bular conduce tanto a la difusión no iónica y la difusión 
por atropamiento como a la secreción de NH4+ a través 
de la membrana apical por el intercambiador NH4+-H+, 
el papel relativo de cada mecanismo para la secreción 
total de NH4+ se desconoce. 
La secreción de H+ por el túbulo colector es crucial 
para la excreción de NH4+. Si se inhibe la secreción de H+ 
por el túbulo colector, el NH4+ reabsorbido por la parte 
gruesa de la rama ascendente del asa de Henle no se 
excretará enla orina. En lugar de ello, retornará a la 
circulación sistémica, donde, como se describió previa-
mente, se convertirá en urea en el hígado y se consumi-
rá HCO3– en el proceso. Por tanto, se produce nuevo 
HCO3– durante el metabolismo de la glutamina por las 
células del túbulo proximal. Sin embargo, el proceso to-
tal no se completa hasta que el NH4+ es excretado (esto 
es, hasta que se evita la producción de urea desde el 
NH4+). De esta manera, la excreción de NH4+ por la orina 
puede utilizarse como un «marcador» del metabolismo 
de la glutamina en el túbulo proximal. El resultado neto 
es que un nuevo HCO3– retorna a la circulación sistémica 
por cada NH4+ excretado por la orina. 
Un hecho importante del sistema NH4+ renal es que 
puede ser regulado por el equilibrio acidobásico sisté-
mico. Una alteración del pH del LEC, por afectar al pH 
del LIC, cambia el metabolismo de la glutamina en las 
células del túbulo proximal. Además, como ya se apuntó, 
los niveles de cortisol se incrementan durante la acido-
sis, y el cortisol estimula la amoniogénesis (esto es, la 
producción de NH4+ desde la glutamina). Durante la aci-
dosis sistémica, se estimulan las enzimas de las células 
del túbulo proximal que son responsables del metabolis-
mo de la glutamina. Esto supone la síntesis de nueva 
enzima, y requiere varios días para una completa adap-
tación. Con el aumento de los niveles de estas enzimas, 
se incrementa la producción de NH4+, permitiendo de 
este modo un aumento de la producción de nuevo HCO3–. 
Inversamente, el metabolismo de la glutamina se reduce 
con la alcalosis. 
La acidosis también incrementa la cantidad de RhCG 
en el segmento medular del túbulo colector. Por tanto, 
aumenta la capacidad para segregar NH4+.
Otros factores también incrementan la amoniogénesis. 
Tanto la angiotensina-II como la PTH estimulan la amonio-
génesis, mientras que ésta se inhibe por las prostaglandi-
nas. Dado que los niveles de PTH aumentan con la acido-
sis, puede desempeñar un papel en mediar la respuesta 
renal, la cual, como se ha comentado, incluye una produc-
ción y excreción incrementadas de NH4+. Finalmente, la 
[K+] del LEC también altera la producción de NH4+. Cuando 
existe hiperpotasemia, la producción de NH4+ se inhibe, 
mientras que la hipopotasemia estimula la producción de 
NH4+. El mecanismo por el cual la [K+] del plasma altera la 
producción de NH4+ no se conoce completamente. Las al-
teraciones de la [K+] del plasma pueden cambiar el pH 
intracelular de las células del túbulo proximal, y el cambio 
del pH intracelular puede luego controlar el metabolismo 
de la glutamina. Mediante este mecanismo, la hiperpota-
semia elevaría el pH intracelular y, por tanto, inhibiría el 
metabolismo de la glutamina. Lo contrario ocurriría du-
rante la hipopotasemia. 
AplicAción clínicA
La valoración de la excreción de NH4+ por los riñones se 
realiza de manera indirecta, ya que el análisis del NH4+ de 
la orina no está disponible de forma habitual. Considére-
se, por ejemplo, la situación de acidosis metabólica. En la 
acidosis metabólica, la respuesta renal apropiada es incre-
mentar la excreción neta de ácido. por tanto, poco o nada 
de HCO3– aparecerá en la orina, ésta será ácida, y la excre-
ción de NH4+ se incrementará. para analizar esta situación, 
y especialmente la cantidad de NH4+ excretado, «la carga 
neta de la orina» o «anión gap urinario» puede calcularse 
cuantificando las concentraciones de Na+, K+ y Cl–.
Anión gap urinario = [Na+] + [K+] – [Cl–]
El concepto de anión gap urinario durante la acidosis 
metabólica asume que los principales cationes de la orina 
son el Na+, el K+ y el NH4+ y que el anión principal es el 
Cl– (con un pH de orina < 6,5, prácticamente nada de 
HCO3– está presente). Como resultado, el anión gap de la 
orina ofrece un valor negativo cuando están siendo excre-
tadas cantidades adecuadas de NH4+. En realidad, la au-
sencia de un anión gap urinario o la existencia de un valor 
positivo indican un defecto renal en la producción y excre-
ción de NH4+. 
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 Capítulo 36 Papel de los riñones en la regulación del equilibrio acidobásico 645
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El fallo para producir y excretar suficientes cantidades de 
NH4+ también reduce la capacidad de excreción neta de 
ácido por los riñones. Esta situación tiene lugar como resul-
tado de una disfunción generalizada de los túbulos distal y 
colector, con una secreción empeorada de H+, NH4+ y K+. La 
disfunción generalizada de la nefrona distal se observa en 
individuos con mutaciones en el canal epitelial del Na+ 
(ENaC), la cual se hereda con un patrón autosómico recesi-
vo. Una forma autosómica dominante también se observa 
con mutaciones en el receptor de los mineralocorticoides. 
Con frecuencia, la producción y excreción de NH4+ se en-
cuentran empeoradas en pacientes con hipoaldosteronis-
mo hiporreninémico. Estos pacientes clásicamente tienen 
grados moderados de insuficiencia renal, con niveles redu-
cidos de renina y, por tanto, de aldosterona. Como resulta-
do, la función de los túbulos distal y colector está dañada. 
Finalmente, algunos fármacos pueden provocar disfunción 
de los túbulos distal y colector, incluyendo fármacos que 
bloquean el canal del Na+ (p. ej., la amilorida), bloquean la 
producción o la acción de la angiotensina-II (inhibidores de 
la enzima conversora de la angiotensina) o bloquean la 
acción de la aldosterona (p. ej., la espironolactona). Inde-
pendientemente de la causa, un empeoramiento de la fun-
ción de los túbulos distal y colector provoca el desarrollo de 
hiperpotasemia, la cual a su vez empeora la amoniogénesis 
por el túbulo proximal. La secreción de H+ por los túbulos 
distal y colector y, por tanto, la secreción de NH4+, también 
se ven afectadas por estos fármacos. De este modo, la se-
creción neta de ácido es menor que la producción neta de 
ácido, y se desarrolla acidosis metabólica. 
Si la acidosis resultante de cualquiera de estas formas de 
ATR es importante, los individuos deben ingerir bases (p. ej., 
una solución de bicarbonato o de citrato sódico*) para man-
tener el equilibrio acidobásico. De esta manera, la pérdida de 
HCO3– todos los días para tamponar el ácido no volátil se 
recupera mediante el HCO3– extra ingerido en la dieta.
*Uno de los derivados del metabolismo del citrato es HCO3–. La ingesta de 
bebidas que contienen citrato suele resultar más apetecible para los pacientes 
que el bicarbonato.
RESPUESTA A LAS ALTERACIONES 
ACIDOBÁSICAS
El pH del LEC se mantiene dentro de un intervalo muy 
estrecho (entre 7,35 y 7,45)*. El examen de la ecuación 
36-3 muestra que el pH del LEC varía cuando la [HCO3–] o 
la Pco2 está alterada. Como ya se ha comentado, las alte-
raciones del equilibrio acidobásico que resultan de un 
cambio en la [HCO3–] del LEC se denominan alteraciones 
acidobásicas metabólicas, mientras que las que derivan 
de un cambio en la Pco2 se conocen como alteraciones 
acidobásicas respiratorias. Los riñones son los principa-
les responsables de la regulación de la [HCO3–], mientras 
que los pulmones regulan la Pco2. 
Cuando se desarrolla una alteración del equilibrio aci-
dobásico, el organismo utiliza una serie de mecanismos 
* Para simplificar la presentación en este capítulo, el valor de 7,40 para el pH del 
líquido corporal se utiliza como normal, aunque el intervalo normal es de 7,35 
a 7,4. Igualmente, el intervalo normal para la Pco2 es de 35 a 45 mmHg. Sin 
embargo, una Pco2 de 40 mmHg se utiliza aquí como valor normal. Por último, 
un valor de 24 mEq/l se considera normal para la [HCO3–] del LEC, aunque su 
intervalo normal es de 22 a 28 mEq/l.
AplicAción clínicA
La acidosis tubular renal (ATR) refiere situaciones en las 
que la excreción neta de ácido por los riñones está em-
peorada. En estas circunstancias, los riñones son incapa-
ces de excretar una suficiente cantidadneta de ácido para 
equilibrar la producción de ácido no volátil, y provoca 
acidosis. La ATR puede estar causada por un defecto de la 
secreción de H+ en el túbulo proximal (ATR proximal) o 
en el túbulo distal (ATR distal) o por una producción 
y excreción inadecuadas de NH4+.
La ATR proximal puede estar causada por diversas en-
fermedades hereditarias o adquiridas (p. ej., cistinosis, 
síndrome de Fanconi, administración de inhibidores de 
la anhidrasa carbónica). En la mayoría de los casos, la ATR 
proximal es adquirida y refleja una disfunción tubular ge-
neralizada, más que un defecto selectivo de uno de los 
transportadores acidobásico del túbulo proximal. Sin em-
bargo, se han identificado formas autosómicas recesivas y 
dominantes de ATR proximal. Una forma autosómica re-
cesiva de ATR proximal resulta de un defecto en el co-
transportador 1Na+-3HCO3– (NBC1). Dado que este trans-
portador se expresa también en el ojo, estos pacientes 
también presentan alteraciones oculares. Otra forma au-
tosómica recesiva de ATR se observa en individuos con 
ausencia de anhidrasa carbónica (AC-II). Dado que la AC-II 
se requiere para la acidificación distal, este defecto inclu-
ye también un componente de ATR distal. Finalmente, se 
ha identificado una forma autosómica dominante de 
ATR proximal. Sin embargo, el transportador implicado 
no ha sido identificado. Independientemente de la cau-
sa, si la secreción de H+ por las células del túbulo proxi-
mal está empeorada, la reabsorción de la carga filtrada 
de HCO3– disminuye. por consiguiente, el HCO3– se 
pierde por la orina, la [HCO3–] plasmática desciende, y 
se establece la acidosis. 
La ATR distal se observa también en diversas enfermeda-
des hereditarias y adquiridas (p. ej., riñón en esponja, 
ciertos fármacos, como la anfotericina B, y circunstancias 
secundarias a la obstrucción urinaria). Al igual que las for-
mas heredadas de ATR proximal, las formas heredadas de 
ATR son infrecuentes. Se han identificado tanto formas 
autosómicas dominantes como recesivas de ATR distal. Una 
forma autosómica dominante resulta de mutaciones en el 
gen codificante del intercambiador Cl–-HCO3– (AE-1) en la 
membrana basolateral de las células intercaladas secretoras 
de ácido. Las formas autosómicas recesivas están causadas 
por mutaciones en varias subunidades de la H+-ATpasa. En 
algunos pacientes con síndrome de Sjögren, una enferme-
dad autoinmunitaria, se desarrolla ATR distal como resulta-
do de anticuerpos dirigidos contra la H+-ATpasa. por último, 
la secreción de H+ por los túbulos distal y colector puede ser 
normal, pero la permeabilidad de las células al H+ está au-
mentada. Esto ocurre con el fármaco antifúngico anfoteri-
cina B, cuya administración también conduce al desarrollo 
de ATR distal. Independientemente de la causa de ATR dis-
tal, la capacidad para acidificar el líquido tubular en los tú-
bulos distal y colector está empeorada. En consecuencia, la 
excreción de ácido titulable y NH4+ está reducida. Esto, a su 
vez, disminuye la excreción neta de ácido, con el consi-
guiente desarrollo de acidosis. 
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646 Berne y Levy. Fisiología
para defenderse del cambio del pH del LEC. Estos meca-
nismos de defensa no corrigen la alteración acidobásica 
sino que, simplemente, minimizan el cambio en el pH oca-
sionado por la alteración. La restauración del pH sanguí-
neo a su valor normal requiere la corrección del proceso 
o procesos subyacentes que produjeron la alteración aci-
dobásica. El organismo cuenta con tres mecanismos ge-
nerales para compensar o defenderse contra los cambios 
del pH del líquido corporal producidos por las alteracio-
nes acidobásicas: a) tamponamiento intracelular y extra-
celular; b) ajustes en la Pco2 de la sangre mediante modi-
ficaciones del índice respiratorio de los pulmones, y 
c) ajustes en la excreción neta de ácido renal. 
Tampones intracelulares y extracelulares
La primera línea de defensa contra las alteraciones del 
equilibrio acidobásico es el tamponamiento intracelular 
y extracelular. La respuesta de los tampones extracelula-
res es prácticamente instantánea, mientras que la res-
puesta a los tampones intracelulares es más lenta y pue-
de tardar varios minutos. 
Las alteraciones metabólicas que resultan de añadir 
un ácido o una base no volátiles se tamponan tanto en 
el compartimento del LEC como en el del LIC. El sistema 
tampón HCO3– es el principal tampón del LEC. Cuando 
se añade un ácido no volátil a los líquidos corporales (o se 
pierde una base desde el organismo), se consume HCO3– 
durante el proceso de neutralización de la carga de áci-
do. A la inversa, cuando una base no volátil se añade a 
los líquidos corporales (o un ácido se pierde desde el 
organismo), se consume H+, lo cual provoca que se pro-
duzca más HCO3– a partir de la disociación del H2CO3. En 
consecuencia, la [HCO3–] se incrementa. 
Aunque el sistema tampón de HCO3– es el tampón 
principal, el Pi y las proteínas plasmáticas suministran 
un tampón extracelular adicional. La acción combinada 
de los tampones HCO3–, Pi y proteínas del plasma supo-
nen aproximadamente el 50% del efecto tampón para 
una carga de ácido no volátil, y el 70 % para una carga 
de base no volátil. El resto del efecto tampón bajo estas 
dos condiciones se produce intracelularmente. El efecto 
tampón intracelular implica el movimiento de H+ hacia 
las células (durante el tamponamiento de un ácido no 
volátil) o el movimiento de H+ fuera de las células (du-
rante el tamponamiento de una base no volátil). El H+ se 
titula dentro de la célula mediante HCO3–, Pi y los grupos 
de la histidina de las proteínas.
El hueso representa una fuente adicional de tampón 
extracelular. Con acidosis, el efecto tampón del hueso 
provoca su desmineralización, ya que el Ca++ se libera 
desde el hueso como sales que contienen Ca++, que se 
unen al H+, cambiándolo por Ca++.
Cuando se producen alteraciones respiratorias del 
equilibrio acidobásico, el pH del líquido corporal cambia 
como resultado de alteraciones en la Pco2. Prácticamente 
todo el efecto tampón en las alteraciones del equilibrio 
acidobásicas respiratorias se produce intracelularmente. 
Cuando la Pco2 se eleva (acidosis respiratoria) el CO2 se 
mueve hacia la célula, donde se combina con el H2O para 
formar H2CO3, el cual luego se disocia en H+ y HCO3–. Par-
te del H+ es tamponado por la proteína celular, y el HCO3– 
sale de la célula y eleva la [HCO3–] del LEC (la [H+] también 
se incrementa). El proceso es el opuesto cuando la Pco2 
está reducida (alcalosis respiratoria). Bajo esta circuns-
tancia, la reacción de hidratación (H2O + CO2 ↔ H2CO3) se 
desvía a la izquierda por el descenso en la Pco2. Como 
resultado, la reacción de disociación (H2CO3 ↔ H+ + HCO3–) 
también se desvía hacia la izquierda, reduciendo de esta 
manera la [HCO3–] del LEC (la [H+] también disminuye). 
Por tanto, los cambios asociados con el CO2 en la [HCO3–] 
del LEC minimizan el cambio del pH. 
Compensación respiratoria
Los pulmones son la segunda línea de defensa contra las 
alteraciones del equilibrio acidobásico. Como indica la 
ecuación de Henderson-Hasselbalch (ecuación 36-3), los 
cambios en la Pco2 alteran el pH de la sangre: una eleva-
ción disminuye el pH, y una reducción incrementa el pH.
La frecuencia respiratoria determina la Pco2. El au-
mento de la ventilación disminuye la Pco2, mientras que 
el descenso de la ventilación la incrementa. La Pco2 y el 
pH de la sangre son importantes reguladores de la fre-
cuencia respiratoria. Los quimiorreceptores localizados 
en el tronco encefálico (cara anterior de la médula) y 
periféricos (cuerpos carotídeos y aórticos) son sensi-
bles a los cambios de la Pco2 y la [H+], y alteran la fre-
cuencia respiratoria de forma apropiada. De esta mane-
ra, cuando tiene lugar la acidosis metabólica, una 
elevación de la [H+] (disminución del pH) incrementa la 
frecuencia respiratoria. Con la hiperventilación máxima, 
laPco2 puede reducirse aproximadamente a 10 mmHg. 
Dado que la hipoxia, un potente estimulador de la ven-
tilación, también se desarrolla con la hipoventilación, el 
grado al cual la Pco2 se puede incrementar es limitado. 
En un individuo por otro lado sano, la hipoventilación 
no puede elevar la Pco2 por encima de 60 mmHg. La res-
puesta respiratoria a las alteraciones metabólicas del 
equilibrio acidobásico puede iniciarse en minutos, pero 
podría requerir varias horas para completarse. 
Compensación renal
Una tercera línea de defensa contra las alteraciones del 
equilibrio acidobásico la constituyen los riñones. En res-
puesta a una alteración en el pH y la Pco2 del plasma, los 
riñones realizan los ajustes apropiados en la excreción 
de HCO3– y de ácido neto. La respuesta renal puede re-
querir varios días hasta conseguirla completamente, ya 
que precisa de horas a días para incrementar la síntesis 
y actividad de las enzimas del túbulo proximal implica-
das en la producción de NH4+. En caso de acidosis ([H+] o 
Pco2 incrementados), la secreción de H+ por la nefrona se 
estimula, y la carga filtrada de HCO3– entera es reabsorbi-
da. La excreción del ácido titulable aumenta, la produc-
ción y excreción de NH4+ también son estimuladas, y la 
excreción neta de ácido por los riñones, por tanto, au-
AplicAción clínicA
La acidosis metabólica puede desarrollarse en los pacien-
tes diabéticos insulino dependientes debido a la produc-
ción de cetoácidos, si la dosis de insulina no es adecuada. 
Como respuesta compensadora a la acidosis, se desarrolla 
una respiración rápida y profunda. Con una respiración de 
Kussmaul prolongada, los músculos implicados pueden 
llegar a fatigarse. Cuando se produce la fatiga, la com-
pensación respiratoria empeora y la acidosis puede llegar 
a ser más importante.
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 Capítulo 36 Papel de los riñones en la regulación del equilibrio acidobásico 647
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● Tabla 36-2. 
Características de las alteraciones simples 
del equilibrio acidobásico
Enfermedad pH del plasma
Alteración 
primaria
Mecanismos 
de defensa
Acidosis metabólica ↓ ↓[HCO3
–] del 
LEC
Tampones de los LIC y 
LEC
Hiperventilación (↓Pco2)
↑ de la ENA renal
Alcalosis metabólica ↑ ↑[HCO3
–] del 
LEC
Tampones de los LIC y 
LEC
Hipoventilación (↑Pco2)
↓ de la ENA renal
Acidosis respiratoria ↓ ↑Pco2
Tampones del LIC
↑ de la ENA renal
Alcalosis respiratoria ↑ ↓Pco2
Tampones del LIC
↓ de la ENA renal
LEC: líquido extracelular; LIC: líquido intracelular; ENA: excreción neta de ácido.
menta (ecuación 36-7). El nuevo HCO3– generado durante 
el proceso de excreción neta de ácido se añade al orga-
nismo, y la [HCO3–] se incrementa. 
Cuando existe alcalosis ([H+] o Pco2 disminuidas), la car-
ga filtrada de HCO3– se incrementa (la [HCO3–] del plasma 
está elevada), y la secreción de H+ por la nefrona se inhibe. 
Como resultado, la excreción neta de HCO3– se incrementa, 
y la excreción de ácido titulable y NH4+ disminuye. Así, la 
excreción neta de ácido desciende, y el HCO3– aparece en 
la orina. Además, parte del HCO3– se excreta por la orina 
por las células intercaladas secretoras de HCO3– de los 
túbulos distal y colector. Con el aumento de la excreción 
de HCO3–, la [HCO3–] del plasma disminuye. 
ALTERACIONES SIMPLES DEL 
EQUILIBRIO ACIDOBÁSICO
En la tabla 36-2 se resumen las principales alteraciones 
y los posteriores mecanismos de defensa compensadores 
de las diferentes alteraciones simples del equilibrio acido-
básico. En todas las alteraciones del equilibrio acidobási-
co la respuesta compensadora no corrige la enfermedad 
subyacente, sino que simplemente reduce la magnitud del 
cambio del pH. La corrección de la alteración del equili-
brio acidobásico requiere el tratamiento de su causa. 
Tipos de alteraciones del equilibrio 
acidobásico
Acidosis metabólica
La acidosis metabólica se caracteriza por un descenso de 
la [HCO3–] en el LEC y del pH. Puede desarrollarse median-
te la adición de un ácido no volátil al organismo (p. ej., 
cetoacidosis diabética), una pérdida de una base no volá-
til (p. ej., pérdida de HCO3– causada por diarrea) o el fallo 
de los riñones para excretar el suficiente ácido neto para 
recuperar el HCO3– utilizado para neutralizar los ácidos no 
volátiles (p. ej., acidosis tubular renal, insuficiencia renal). 
Como previamente se describió, el tamponamiento de H+ 
se produce tanto en los compartimentos del LEC como 
del LIC. Cuando el pH desciende, los centros respiratorios 
son estimulados, y la frecuencia respiratoria se incremen-
ta (compensación respiratoria). Ésta reduce la Pco2, la 
cual minimiza la caída del pH del plasma. En general, hay 
un descenso de 1,2 mmHg de la Pco2 por cada 1 mEq/l de 
caída de la [HCO3–] en el LEC. Así, si la [HCO3–] se redujera 
a 14 mEq/l desde un valor normal de 24 mEq/l, el descen-
so esperado de la Pco2 sería de 12 mmHg, y la Pco2, medida 
se reduciría hasta 28 mmHg (Pco2 normal = 40 mmHg).
Finalmente, en la acidosis metabólica la excreción re-
nal neta de ácido se incrementa. Esto tiene lugar median-
te la eliminación de todo el HCO3– de la orina (aumento 
de la reabsorción del HCO3– filtrado) y mediante la excre-
ción de ácido titulable y NH4 (aumento de la producción 
de nuevo HCO3–). Si se corrige el proceso que inició 
la alteración del equilibrio acidobásico, el aumento de la 
excreción neta de ácido por los riñones finalmente retor-
nará el pH y la [HCO3–] a sus valores normales. Después 
de la corrección del pH, la frecuencia respiratoria tam-
bién vuelve a la normalidad. 
Alcalosis metabólica
La alcalosis metabólica se caracteriza por una [HCO3–] y 
un pH del LEC elevados. Puede ocurrir mediante la adi-
ción de una base no volátil al organismo (p. ej., ingestión 
de antiácidos), como resultado de una contracción de 
volumen (p. ej., hemorragia), o, con mayor frecuencia, 
por la pérdida de ácido no volátil (p. ej., pérdida de HCl 
gástrico debido a vómitos prolongados). El efecto tam-
pón se produce predominantemente en el compartimen-
to del LEC y, en menor grado, en el compartimento del 
LIC. El incremento del pH inhibe los centros respirato-
AplicAción clínicA
La pérdida de contenido gástrico del organismo (p. ej., vó-
mitos, aspiración nasogástrica) produce alcalosis metabóli-
ca secundaria a la pérdida de HCl. Si la pérdida de líquido 
gástrico es significativa, tiene lugar la contracción de volu-
men del LEC. Bajo esta circunstancia, los riñones no pue-
den excretar suficientes cantidades de HCO3– para com-
pensar la alcalosis metabólica. La excreción de HCO3– se 
encuentra empeorada debido a que la contracción de volu-
men del LEC reduce la carga filtrada de HCO3– (la GFR está 
disminuida) y estimula la reabsorción de HCO3– por la ne-
frona. La contracción de volumen del LEC estimula la reab-
sorción de HCO3– debido a la necesidad de los riñones de 
reducir la excreción de Na+ (v. capítulo 34). De esta manera, 
como respuesta a la contracción de volumen del LEC, la 
reabsorción de Na+ por el túbulo proximal aumenta y los 
niveles de aldosterona están incrementados. Estas respues-
tas, a su vez, limitan la excreción de HCO3– ya que una 
significativa cantidad de la reabsorción de Na+ en el túbulo 
proximal está unida a la secreción de H+ mediante el inter-
cambiador Na+-H+. Como resultado, el HCO3– se reabsorbe 
debido a la necesidad de reducir la excreción de Na+. Ade-
más, los niveles de aldosterona elevados estimulan no sola-
mente la reabsorción de Na+ sino también la secreción de 
H+ por los túbulos distal y colector. por ello, en los indivi-
duos con pérdidas de contenido gástrico, la alcalosis meta-
bólica se observa en el contexto de una orina paradójica-
mente ácida. La corrección de la alcalosis únicamente se 
produce cuando se establece de nuevo la normovolemia. 
Con la restauración de la normovolemia, la carga filtrada 
de HCO3– se incrementa (laGFR aumenta), y la reabsorción de 
HCO3– por el túbulo proximal disminuye, como ocurre con 
la secreción de H+ por los túbulos distal y colector. Como 
resultado, la excreción de HCO3– se incrementa, y la [HCO3–] 
del LEC vuelve a la normalidad. 
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648 Berne y Levy. Fisiología
rios, se reduce la frecuencia respiratoria y, de esta mane-
ra, se eleva la Pco2 (compensación respiratoria). Con una 
compensación respiratoria apropiada, puede esperarse 
un incremento en la Pco2 de 0,7 mmHg por cada 1 mEq/l 
de elevación de la [HCO3–] del LEC.
La principal respuesta compensadora a la alcalosis me-
tabólica es el incremento de la excreción de HCO3– median-
te la reducción de su reabsorción a lo largo de la nefrona. 
La excreción de ácido titulable y NH4+ también se reduce. 
Habitualmente, esto se produce con bastante rapidez (de 
minutos a horas) y efectividad. Sin embargo, como ya se 
ha apuntado, cuando la alcalosis se acompaña de una con-
tracción de volumen del LEC (p. ej., vómitos en los cuales 
la pérdida de líquido ocurre con pérdida de H+), la excre-
ción de HCO3– empeora. En individuos con contracción de 
volumen del LEC, la excreción renal de HCO3– está aumen-
tada, y la alcalosis sólo se corrige con la restauración de la 
volemia. El aumento de excreción de HCO3– retorna de ma-
nera eventual el pH y la [HCO3–] a los valores normales, 
siempre que la causa subyacente de la alteración del equi-
librio acidobásico sea corregida. Cuando se corrige el pH, 
la frecuencia respiratoria también vuelve a la normalidad. 
Acidosis respiratoria
La acidosis respiratoria se caracteriza por una Pco2 ele-
vada y una disminución de pH del LEC. Resulta de la dis-
minución del intercambio de gas a través del alveolo 
como resultado de o bien una ventilación inadecuada 
(p. ej., depresión de los centros respiratorios induci- 
da por fármacos), o bien una difusión de gases disminuida 
(p. ej., edema pulmonar, como aparece en la enfermedad 
cardiovascular o pulmonar). Al contrario de las altera-
ciones metabólicas, el efecto tampón durante la acidosis 
respiratoria tiene lugar casi completamente en el com-
partimento del LIC. El incremento de la Pco2 y el descen-
so del pH estimulan tanto la reabsorción de HCO3– por la 
nefrona como la excreción de ácido titulable y NH4+ (com-
pensación renal). Juntas, estas respuestas incrementan 
la excreción neta de ácido y generan nuevo HCO3–. Hasta 
que la respuesta compensadora renal tiene lugar, trans-
curren varios días. Por tanto, las alteraciones respirato-
rias del equilibrio acidobásico usualmente se dividen en 
fases aguda y crónica. En la fase aguda, el tiempo necesa-
rio para que la respuesta compensadora renal tenga 
efecto es insuficiente, y el organismo cuenta con el efec-
to tampón del LIC para minimizar el cambio del pH. Du-
rante esta fase, y debido a este efecto tampón, hay un 
incremento de 1 mEq/l de la [HCO3–] del LEC por cada 
10 mmHg de aumento de la Pco2. En la fase crónica, la 
compensación renal tiene lugar, y se produce un incremen-
to de 3,5 mEq/l de la [HCO3–] del LEC por cada 10 mmHg de 
aumento de la Pco2. La corrección de la alteración subya-
cente devuelve la Pco2 a su valor normal, y la excreción 
neta de ácido renal disminuye a su nivel inicial. 
Alcalosis respiratoria
La alcalosis respiratoria se caracteriza por una Pco2 
disminuida y un pH del LEC elevado. Resulta del inter-
cambio elevado de gas en los pulmones, causado gene-
ralmente por un aumento de la ventilación derivado de la 
estimulación de los centros respiratorios (p. ej., media-
do por fármacos, o enfermedades del SNC). La hiper-
ventilación también se produce con la altitud y como 
resultado de la ansiedad, el dolor o el miedo. Como se 
ha apuntado, el efecto tampón generalmente tiene lu-
gar en el compartimiento del LIC. Como con la acidosis 
respiratoria, la alcalosis respiratoria tiene una fase 
aguda y otra crónica que reflejan el tiempo requerido 
para que se produzca la compensación renal. En la fase 
aguda de la alcalosis respiratoria, que refleja el efecto 
tampón intracelular, la [HCO3–] del LEC disminuye 2 mEq/l 
por cada 10 mmHg de descenso de la Pco2. Con la com-
pensación renal, la elevación del pH y la reducción de 
la Pco2 inhiben la reabsorción de HCO3– por la nefrona 
y reducen la excreción de ácido titulable y NH4+. Como 
resultado de estos dos efectos, se reduce la excreción 
neta de ácido. Con la compensación renal completa 
hay un descenso esperado de 5 mEq/l de la [HCO3–] del 
LEC por cada 10 mmHg de la Pco2. La corrección de la 
alteración subyacente devuelve la Pco2 a su valor nor-
mal, y la excreción renal de ácido se incrementa hasta 
su nivel inicial. 
Análisis de las alteraciones 
del equilibrio acidobásico
El análisis de las alteraciones del equilibrio acidobásico 
está dirigido a identificar la causa subyacente de forma 
que se pueda iniciar un tratamiento apropiado. La histo-
ria médica del paciente y los hallazgos físicos asociados 
con frecuencia suministran conclusiones valorables so-
bre la naturaleza y el origen de una alteración del equili-
AplicAción clínicA
Cuando un ácido no volátil se añade a los líquidos corpora-
les, como en la cetoacidosis diabética, la [H+] se incre-
menta (el pH desciende), y la [HCO3–] disminuye. Además, 
la concentración del anión asociado con el ácido no volátil 
se incrementa. Este cambio en la concentración del anión 
proporciona una manera práctica de analizar la causa de la 
acidosis metabólica mediante el cálculo de lo que se deno-
mina anión gap. El anión gap representa la diferencia en-
tre la concentración del catión más abundante del LEC 
(Na+) y los aniones más abundantes del LEC (Cl– y HCO3–):
Anión gap = [Na+] - ([Cl–] + [HCO3–]) 
En condiciones normales, el anión gap oscila entre 8 y 
16 mEq/l. Es importante reconocer que un anión gap real-
mente está presente. Todos los cationes son equilibrados 
por aniones. El gap simplemente refleja los parámetros 
que son medidos. En realidad: 
[Na+] + [cationes no medidos] =
[Cl–] + [HCO3–] + [aniones no medidos] 
Si el anión del ácido no volátil es el Cl–, el anión gap será 
normal. (Esto es, el descenso de la [HCO3–] se compensa 
con un incremento de la [Cl–].) La acidosis metabólica aso-
ciada con diarrea o acidosis tubular renal tiene un anión 
gap renal normal. por el contrario, si el anión del ácido no 
volátil no es el Cl– (p. ej., lactato, β-hidroxibutirato) el 
anión gap se incrementará (p. ej., el descenso de la [HCO3–] 
no se compensa por un incremento de la [Cl–] sino por un 
aumento de la concentración de un anión no medido). El 
anión gap aumenta en la acidosis metabólica asociada con 
insuficiencia renal, diabetes mellitus (cetoacidosis), acidosis 
láctica y con la ingestión de dosis altas de aspirina. por tanto, 
el cálculo del anión gap es una manera útil de identificar la 
causa de la acidosis metabólica en el marco de la clínica.
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 Capítulo 36 Papel de los riñones en la regulación del equilibrio acidobásico 649
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Muestra de sangre arterial
Alcalosis
respiratoria
Alcalosis
metabólica 
Acidosis
respiratoria
Acidosis
metabólica
Compensación
renal
Compensación
respiratoria
* 0,7 mmHg ↑ PCO2
por 1 mEq/l ↑ en
[HCO –]
[HCO3
–] < 24 mEq/lPCO2 > 40 mmHg[HCO3
–] > 24 mEq/l
[HCO–3] < 24 mEq/l
PCO2 < 40 mmHg
Acidosis Alcalosis
pH > 7,40pH < 7,40
3
* 5 mEq/l ↓ [HCO3–]
por 10 mmHg ↓ 
en PCO2
Compensación
renal
Compensación
respiratoria
* 1,2 mmHg ↓ PCO2
por 1 mEq/l ↓ en
[HCO –]3
* 3,5 mEq/l ↑ [HCO3–]
por 10 mmHg ↑ en
PCO2
PCO2 > 40 mmHg PCO2 < 40 mmHg[HCO3
–] > 24 mEq/l
* Si la respuesta compensadora no es apropiada, se debe sospechar una alteración mixta
 del equilibrio acidobásico. 
● Figura 36-6. planteamiento para el 
análisis de las alteraciones simples del equili-
brio acidobásico.brio acidobásico. Además, con frecuencia se requiere el 
análisis de una muestra de sangre. Este análisis es senci-
llo si se enfoca de forma metódica. Por ejemplo, conside-
rar los datos siguientes: 
pH = 7,35
[HCO3–] = 16 mEq/l
Pco2 = 30 mmHg
La alteración del equilibrio acidobásico representado 
por estos valores, o cualquier otro conjunto de valores, 
puede determinarse utilizando el siguiente planteamien-
to de tres pasos (fig. 36-6): 
1. Evaluación del pH. Cuando el pH se considera primero, 
la alteración subyacente puede clasificarse como una 
acidosis o bien como una alcalosis. El mecanismo de de-
fensa del organismo no puede corregir la alteración del 
equilibrio acidobásico por sí mismo. Por tanto, incluso 
si los mecanismos de defensa son completamente ope-
rativos, el cambio del pH indica la alteración acidobásica. 
En el ejemplo facilitado, un pH de 7,35 indica acidosis. 
2. Determinación de una alteración metabólica frente a 
una respiratoria. Las alteraciones simples del equili-
brio acidobásico son metabólicas o respiratorias. 
Para determinar qué alteración está presente, el mé-
dico debe examinar después la [HCO3–] del LEC y la 
Pco2. Como se ha indicado previamente, la acidosis 
puede ser el resultado de un descenso de la [HCO3–] 
(metabólica) o de un incremento de la Pco2 (respira-
toria). Por otro lado, la alcalosis podría ser el resulta-
do de un incremento de la [HCO3–] del LEC (metabó-
lica) o de un descenso de la Pco2 (respiratoria). Para 
el ejemplo facilitado, la [HCO3–] del LEC está reducida 
(normal = 24 mEq/l), así como la Pco2 (normal = 40 mmHg). 
La alteración debe ser, por tanto, una acidosis meta-
bólica; no puede ser una acidosis respiratoria, ya que 
la Pco2 se halla disminuida. 
3. Análisis de la respuesta compensadora. Las alteraciones 
metabólicas dan lugar a cambios compensadores de la 
ventilación y, por tanto, de la Pco2, mientras que las 
alteraciones respiratorias ocasionan cambios compen-
sadores de la excreción renal neta de ácido y, de esta 
manera, de la [HCO3–] del LEC. En una acidosis meta-
bólica compensada de forma apropiada, la Pco2 se en-
cuentra disminuida, mientras que está elevada en una 
alcalosis metabólica compensada. Con la acidosis res-
piratoria, la compensación completa resulta en una 
elevación de la [HCO3–]. Inversamente, la [HCO3–] del 
LEC se reduce como respuesta a la alcalosis respirato-
ria. En este ejemplo, la Pco2 está disminuida y la magni-
tud de esta reducción (descenso de 10 mmHg en la Pco2 
para un incremento de 8 mEq/l de la [HCO3–] del LEC) 
es la esperada (fig. 36-6). Por tanto, la alteración del 
equilibrio acidobásico es una acidosis metabólica sim-
ple con una compensación respiratoria adecuada. 
Si la respuesta compensadora apropiada no está pre-
sente, se debe sospechar una alteración mixta del equi-
librio acidobásico. Esta alteración refleja la presencia de 
dos o más causas subyacentes. Una alteración mixta se 
debe sospechar cuando el análisis de gases de la sangre 
arterial indica que la compensación apropiada no ha te-
nido lugar. Por ejemplo, considerar los datos siguientes: 
pH = 6,96
[HCO3–] = 12 mEq/l
Pco2 = 55 mmHg
Cuando se sigue el planteamiento de tres pasos, es evi-
dente que la alteración es una acidosis que tiene un com-
ponente metabólico ([HCO3–] del LEC < 24 mEq/l) y un 
componente respiratorio (Pco2 > 40 mmHg). Por tanto, 
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650 Berne y Levy. Fisiología
esta alteración es mixta. Las alteraciones mixtas del equi-
librio acidobásico pueden producirse, por ejemplo, en un 
individuo con una historia de enfermedad pulmonar cró-
nica, como un enfisema (p. ej., acidosis respiratoria 
crónica) en el cual se desarrolla una enfermedad gastro-
intestinal aguda con diarrea. Dado que el líquido de la 
diarrea contiene HCO3–, su pérdida desde el organismo 
ocasiona el desarrollo de una acidosis metabólica. 
Una alteración mixta del equilibrio acidobásico tam-
bién es posible cuando un paciente tiene unos valores 
de Pco2 y [HCO3–] del LEC anormales, pero un pH normal. 
Esta circunstancia puede desarrollarse en un paciente 
que ha ingerido una gran cantidad de aspirina. El ácido 
acetilsalicílico (componente activo de la aspirina) pro-
duce acidosis metabólica y, al mismo tiempo, estimula 
los centros respiratorios y causa hiperventilación y al-
calosis respiratoria. Por ello, el paciente tiene unas 
[HCO3–] del LEC y Pco2 disminuidas. (Nota: la Pco2 es más 
baja de lo que ocurriría con la compensación respirato-
ria normal de una acidosis metabólica). 
■ CONCEPTOS fUNDAMENTALES
1. Los riñones mantienen el equilibrio acidobásico a tra-
vés de la excreción de una cantidad de ácido igual a 
la cantidad de ácido no volátil producido por el meta-
bolismo y la cantidad ingerida con la dieta. Los riño-
nes también previenen la pérdida de HCO3– mediante 
la reabsorción de prácticamente todo el HCO3– filtrado 
en el glomérulo. Ambos, la reabsorción del HCO3– fil-
trado y la excreción del ácido, se logran a través de 
la secreción de H+ por la nefrona. El ácido es excreta-
do por los riñones en forma de ácido titulable (prin-
cipalmente, como Pi) y NH4+. La excreción tanto de 
ácido titulable como de NH4+ resulta en la generación 
de nuevo HCO3–, el cual repleciona el HCO3– del LEC 
durante la neutralización de los ácidos no volátiles. 
2. El organismo utiliza tres líneas de defensa para dis-
minuir el impacto de las alteraciones acidobásicas 
en el pH del líquido orgánico: a) tamponamiento del 
LEC y el LIC; b) compensación respiratoria, y c) com-
pensación renal. 
3. Las alteraciones metabólicas del equilibrio acidobási-
co están causadas por alteraciones primarias de la 
[HCO3–] del LEC, la cual a su vez resulta de la adición 
de ácido o de la pérdida de base desde el organismo. 
Como respuesta a la acidosis metabólica, la ventila-
ción pulmonar se incrementa, y ello disminuye la Pco2, 
y aumenta la excreción renal neta de ácido. Un incre-
mento de la [HCO3–] del LEC causa alcalosis. Esto dis-
minuye la ventilación pulmonar, que eleva la Pco2. La 
respuesta pulmonar a las alteraciones metabólicas 
acidobásicas se produce en cuestión de minutos. La 
excreción renal neta de ácido también disminuye. 
Esta respuesta puede precisar varios días. 
4. Las alteraciones acidobásicas respiratorias resultan 
de alteraciones primarias de la Pco2. La elevación de 
la Pco2 produce acidosis, y el riñón responde con un 
incremento de la excreción neta de ácido. Inversa-
mente, una reducción de la Pco2 produce alcalosis, y 
la excreción renal neta de ácido se reduce. Los riño-
nes responden a las alteraciones del equilibrio acido-
básico en un período de varias horas a días.
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