Sistemas tampon

SISTEMAS DE TAMPÓN
Los organismos vivos no soportan variaciones del pH mayores de unas décimas de unidad y por eso han desarrollado a lo largo de la evolución sistemas de tampón o buffer, que mantienen el pH constante mediante mecanismos homeostáticos. Los sistemas tampón consisten en un par ácido-base conjugada que actúan como dador y aceptor de protones respectivamente.
El tampón bicarbonatoes común en los líquidos intercelulares, mantiene el pH en valores próximos a 7,4, gracias al equilibrio entre el ión bicarbonato y el ácido carbónico, que a su vez se disocia en dióxido de carbono y agua:


Si aumenta la concentración de hidrogeniones en el medio por cualquier proceso químico, el equilibrio se desplaza a la derecha y se elimina al exterior el exceso de CO2 producido. Si porel contrario disminuye la concentración de hidrogeniones del medio, el equilibrio se desplaza a la izquierda, para lo cual se toma CO2 del medio exterior
Un amortiguador ácido-básico es una solución de dos o más compuestos químicos que evita la producción de cambios intensos en la concentración de iones hidrógeno cuando a dicha solución se le añade un ácido o una base. Un buen ejemplo de estossistemas es el formado por el ácido carbónico y el bicarbonato sódico cuando ambos se encuentran en una misma solución. En primer lugar, conviene recordar que el ácido carbónico es un ácido muy débil y que cuando se encuentra en una solución, aproximadamente 999 partes de cada 1.000 se disocian en dióxido de carbono y agua, con el resultado final de una elevada concentración de dióxido de carbonodisuelto más una pequeña concentración de ácido.
Cuando a una solución que contiene bicarbonato sódico se le añade un ácido como el clorhídrico, ocurre la siguiente reacción:
HCl + NaHCO3 ↔ H2CO3 + NaCl
Puede observarse cómo un ácido fuerte - el clorhídrico - es convertido en otro muy débil - el carbónico -, por lo que la adición de ese ácido fuerte sólo bajará ligeramente el pH de la solución.De la misma forma, si añadimos una base fuerte, como el hidróxido sódico, a una solución que contiene ácido carbónico, tendrá lugar la siguiente reacción:
NaOH + H2CO3 ↔ NaHCO3 + H2O
Donde observamos que el ion del hidróxido sódico se combina con el ion hidrógeno del ácido carbónico para producir agua, formando, además, bicarbonato sódico. El resultado neto del sistema tampón es latransformación de la base fuerte (NaOH) por la base débil (NaHCO3 ).
Aunque para ilustrar el funcionamiento del sistema tampón hemos utilizado el ácido carbónico y el bicarbonato sódico, cualquier sal de bicarbonato, aparte del sódico, puede efectuar exactamente la misma función. Por tanto, las pequeñas cantidades de bicarbonato potásico, bicarbonato cálcico y bicarbonato magnésico que existen en los líquidosextracelulares son igualmente eficaces para el sistema tampón del bicarbonato. En el liquido intracelular hay muy poco bicarbonato sódico, y el ion bicarbonato es proporcionado por el bicarbonato potásico y magnésico.
Existen otros sistemas tampón en el organismo que, aunque con menos intensidad que el que acabamos de describir, también contribuyen a mantener estable el pH. Esos sistemas son elfosfato y las proteínas.
Mediante la aplicación de la ecuación de Henderson-Hasselbalch podemos deducir que en un individuo normal, con un pH de 7,4, la relación existente entre el bicarbonato y el ácido carbónico es de 20:1, y el organismo tratará de corregir cualquier alteración de esta relación para mantener la estabilidad de este equilibrio.
Para estudiar el equilibrio ácido-básico de unpaciente debemos medir por lo menos dos de estos tres parámetros: pH, pCO2 y HCO-3, obteniéndose el restante mediante un cálculo matemático (actualmente los analizadores de gases miden pH y pCO2 y calculan HCO-3).
El CO2 y, consiguientemente el ácido carbónico, cuya concentración es controlada por los pulmones, se denominan de forma genérica componente respiratorio, mientras que el bicarbonato,...