Hay tres abordajes para el estudio del equilibrio ácido/base: un enfoque cualitativo basado en la ecuación de Henderson/Hasselbach, un enfoque semicualitativos basado en el exceso de básico, y la teoría del «ion fuerte».
La ecuación de Henderson Hasselbach, describe la relación entre pH de la sangre y los componentes del sistema de amortiguamiento químico H2CO3. Esta descripción cualitativa de la fisiología ácido/base permite separar el componente metabólico de los componentes de las vías respiratorias del equilibrio ácido-base.
![{\displaystyle pH=6,1+\log \left({\frac {[HCO_{3}^{-}]}{[H_{2}CO_{3}]}}\right)}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/198d31a2c834fea6ae4905a988aeab577c55ffc2)
El bicarbonato (HCO3) está en equilibrio con los componentes metabólicos, el bicarbonato producido en el riñón y el ácido de producción de fuentes endógenas o exógenas.
El ácido carbónico (H2CO3) está en equilibrio con el componente respiratorio, como lo demuestra la siguiente ecuación:
Desafortunadamente, la ecuación de Henderson-Hasselbach no es lineal; la pCO2 ajusta al pH como parte de la compensación respiratoria normal de un trastorno ácido-base. Esta no linealidad de la ecuación de Henderson-Hasselbalch evita que la ecuación pueda cuantificar la cantidad exacta del déficit de bicarbonato en una acidosis metabólica. Esta observación dio lugar a la elaboración de un enfoque semicuantitativo, el exceso de base (EB).
El propósito de la ecuación del exceso de base es dar una cantidad cuantitativa de bicarbonato (mmol) necesarias para restarle o añadirle a 1 litro de sangre con el fin de restaurar un pH de 7,4 a niveles de pCO2 de 40 mmHg. Para estandarizar la hemoglobina, se desarrolló la fórmula del exceso de base estandarizada (SBE), para dar una mayor precisión in vivo:
![{\displaystyle SBE=0,9287\cdot [HCO_{3}^{-}-24.4+14,83\cdot (pH-7,4)]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/bde73ed399c9d90b39266a3231482bdbdf196fc6)
Las descripciones clásicas de la fisiología ácido/base a menudo no podían explicar las realidades ácido/base de algunos pacientes críticamente enfermos. Ocasionalmente se veía una alcalosis en pacientes críticos que presentaban niveles de albúmina sérica disminuidos, y que eran valores que no pudieron ser cuantificados dentro de la ecuación de Henderson-Hasselbalch ni la de EB. Además, la acidosis "dilucional", frecuente después de una gran infusión de solución salina normal, tampoco puede ser explicada por aquellos enfoques para el equilibrio ácido básico.
Tanto Henderson-Hasselbalch como el EB asume que los cationes (como el Ca2+, Mg2+) y aniones (Cl-, albúmina, PO4-) permanecen sin cambios en el plasma sanguíneo de un paciente con acidosis metabólica. Sin embargo, en pacientes en estado crítico, se sabe que estos iones están en un flujo dinámico. Durante los años 1980, Peter Stewart diseñó la teoría del ion Fuerte, utilizando química cuantitativa, el cual toma en cuenta las fluctuaciones de todos los iones disueltos en el plasma sanguíneo.
