Hay tres estados primarios de acidosis metabólica. Sus causas fisiológicas subyacentes son diabetes (cetoacidosis), acidosis anión gap normal de dolencias tales como mal funcionamiento del riñón (acidosis tubular renal o más específicamente acidosis hiperclorémica) y trastornos mitocondriales congénitos raros (acidosis láctica). Las causas más comunes de acidosis metabólica pueden provenir de enfermedades o daños al hígado o de la ingestión de ciertos medicamentos antirretrovirales y venenos como el arsénico.
En la cetoacidosis, el cuerpo no tiene suficiente insulina, lo que permite que la glucosa se transporte a través de las membranas celulares. La respuesta del cuerpo es tratar de compensar la supuesta falta de fuente de energía (defensa de inanición, a pesar de que hay suficiente en la sangre) al digerir la grasa que el hígado convierte en fuentes de energía alternativas, es decir, cetonas como el acetoacetato y el carboxílico. ácido β-hidroxibutirato. Estos subproductos son ácidos y reducen el pH de la sangre.
En la acidosis tubular renal (RTA, renal tubular acidosis), los riñones no acidifican la orina tan eficientemente como deberían, lo que permite que se acumule ácido en la sangre. La RTA es una acidosis aniónica normal durante la cual las células intercaladas alfa no secretan ácido. Esto puede ser causado por daño a la toxina de tolueno o carbonato de litio entre otros, o por mutaciones.
Dos causas genéticas bien conocidas de RTA son una mutación en la proteína transportadora de anión intercambiador AE1 (Banda 3) que controla el intercambio de cloruro y bicarbonato a través de la membrana plasmática, y mutaciones en la bomba de protones apical vH + -ATPasa. Una reducción en la concentración plasmática de bicarbonato y un incremento en el cloruro previene el buffering del pH y reduce el pH.
Las mutaciones menos conocidas que tienen el mismo efecto se encuentran en la familia de serina-treonina proteína quinasas WNK1 o WNK4, específicamente, el gen receptor de mineralocorticoides MLR. Esto afecta la regulación de los cotransportadores de cloruro de la nefrona distal y otros epitelios. Esta condición se conoce como pseudohypoaldosteronism.
Una causa iatrogénica de acidosis hiperclorémica puede provenir de la administración de acetazolamida. Aunque a veces se usa para tratar la alcalosis, la acetazolamida también se receta para una variedad de dolencias y para prevenir el mal de altura. La acetazolamida es un inhibidor de la anhidrasa carbónica lo que significa que interfiere con la excreción de iones de hidrógeno en exceso en forma de dióxido de carbono. Los iones de hidrógeno secretados por los túbulos renales se combinan con el bicarbonato para formar ácido carbónico: H + + HCO3- H2CO3 La anhidrasa carbónica cataliza la conversión de ácido carbónico: H2CO3 CO2 + H2O. Cuando la acetazolamida está presente, esta reacción se inhibe y el ácido carbónico permanece y los iones de hidrógeno se acumulan, lo que reduce el pH.
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La acidosis láctica es una forma claramente diferente de acidosis metabólica resultante de una acumulación de lactato y los protones libres asociados con la ausencia de hidrólisis de ATP.
Durante la respiración aeróbica, la glucosa se convierte en ácido pirúvico, que las mitocondrias convierten en CO2 y H2O mediante el uso de oxígeno durante el proceso de fosforilación oxidativa. Las mitocondrias usan los protones libres generados cuando se quema el ATP para generar más a través de la hidrólisis del ATP. Si no hay oxígeno o si las mitocondrias funcionan mal, la célula convierte el ácido pirúvico en lactato para generar ATP durante el proceso de respiración anaeróbica. Sin embargo, la hidrólisis de ATP no puede ocurrir y los protones libres se acumulan, eventualmente derramándose en el flujo sanguíneo que reduce el pH.
Hay otras situaciones en las que se inhibe la recaptación de protones dando como resultado la misma condición. Las anomalías genéticas incluyen una mutación mitocondrial al gen tRNA MT-TL1, deficiencia de fructosa bifosfatasa y deficiencia de piruvato deshidrogenasa. Hay venenos que también tienen este efecto, como el alcaloide castanospermina (enfermedad de almacenamiento de glucógeno), el arsénico (toxicidad mitocondrial) y artefactos iatrogénicos de la administración de medicamentos como la isoniacida, la fenformina y la metformina.
