Sistemas Buffer Y Otros Mecanismos De Regulacion De Ph Corporal

Sistemas Buffer y otros mecanismos de regulación del pH corporal.

Un sistema tampón, buffer o amortiguador está formado por un ácido débil y su base conjugada que actúan ante un cambio de pH en el medio de la siguiente manera: cuando disminuye el pH la base capta el exceso de H+ del medio; y cuando aumenta el pH, el ácido libera H+ al medio.
Los tampones más comunes en los seres vivos son eltampón ácido carbónico-bicarbonato (H2CO3 / HCO3-) en el medio extracelular y el tampón fosfato (HPO42- / H2PO4-) en el medio intracelular.
Pueden actuar como sistemas tampón algunas sales minerales disueltas en el medio interno de los seres vivos (como hemos visto anteriormente), y las proteínas.
Un buffer, solución amortiguadora o solución reguladora es la mezcla en concentracionesrelativamente elevadas de un ácido débil y su base conjugada, es decir, sales hidrolíticamente activas. Tienen la propiedad de mantener estable el pH de una disolución frente a la adición de cantidades relativamente pequeñas de ácidos o bases fuertes. Este hecho es de vital importancia, ya que solamente un leve cambio en la concentración de hidrogeniones en la célula puede producir un paro en laactividad de las enzimas.
Se puede entender esta propiedad como consecuencia del efecto ion común y las diferentes constantes de acidez o basicidad: una pequeña cantidad de ácido o base desplaza levemente el equilibrio ácido-base débil, lo cual tiene una consecuencia menor sobre el pH.[1]
Cada sistema buffer tiene su propio rango efectivo de pH, el cual dependerá de la constante de equilibrio delácido o base empleado. Son importantes en el laboratorio y en la industria, y también en la química de la vida. Tampones típicos son el par amoníaco-catión amonio, ácido acético-anión acetato, anión carbonato-anión bicarbonato, ácido cítrico-anión citrato o alguno de los pares en la disociación del ácido fosfórico.

Mecanismo de actuación de las soluciones Buffer.
Para poder entender con claridadel mecanismo que utiliza el organismo para evitar cambios significativos de pH, pondremos un ejemplo de actuación del tampón de más importancia en el organismo, el equilibrio de ácido carbónico (H2CO3) y bicarbonato (HCO3-), presente en el líquido intracelular y en la sangre. Como producto del metabolismo se produce CO2 que al reaccionar con las moléculas de agua produce ácido carbónico, uncompuesto inestable que se disocia parcialmente y pasa a ser bicarbonato según el siguiente equilibrio:
CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+
Entonces, el bicarbonato resultante se combina con los cationes libres presentes en la célula, como el sodio, formando así bicarbonato sódico (NaHCO3), que actuará como tampón ácido. Supongamos que entra en la célula un ácido fuerte, por ejemplo, ácido clorhídrico (HCl):HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2O
Como se puede ver en la anterior reacción el efecto ácido clorhídrico queda neutralizado por el bicarbonato de sodio y resultan como productos sustancias que no provocan cambios en el pH celular y lo mantienen en su valor normal, alrededor de 7.

Cálculo del pH de disoluciones tampón
Frecuentemente se utiliza la ecuación de Henderson-Hasselbalch para el cálculodel pH en soluciones reguladoras. Sin embargo, debe aclararse que esta ecuación no es aplicable en todos los casos, ya que para su deducción se realiza una serie de suposiciones. Esta ecuación suele proporcionar resultados incorrectos cuando las concentraciones del ácido y su base conjugada (o de la base y su ácido conjugado) son bajas. Para el cálculo del pH, se debe saber el pKa del ácido y larelación entre la concentración de sal y ácido, como se observa a continuación

Sistemas tampón fisiológicos
Niveles de pH en el cuerpo humano
Muchas biomoléculas actúan a un determinado valor de pH y solo toleran fluctuaciones mínimas en el pH. Dado el bajo grado de ionización del agua (H2O), cuando añadimos en ésta una pequeña cantidad de ácido o de base, el pH varía en mucha cantidad,...