Adolescencia

Sistemas de Amortiguadores (Buffers)
Un amortiguador es una solución de un ácido débil con su base conjugada a un pH cercano al pKa del ácido débil. Esta mezcla minimiza los cambios en pH debido a un influjo de ácido o base. Por ejemplo, para mantener el pH de una reacción a un valor de 4 se debe usar un amortiguador en el que el pKa del ácido débil este cerca de 4. La mezcla HCOOH/ HCOO- seríauna buena elección porque el pKa de ácido fórmico es 3.75.
Como muchas reacciones bioquímicas ocurren a pH fisiológico, las soluciones amortiguadoras requeridas deben funcionar en un intervalo de pH de 6.8 a 7.8 [6.5 a 8.0] que es el intervalo de pH compatible con la vida.
En este rango de pH, los siguientes sistemas amortiguadores resultan ser los más eficientes:
-Sistema dihidrógeno fosfáto /monohidrógeno fosfáto: H2PO4- / HPO42- , cuyo pKa es 6.86. Es esencial para el control de pH del fluído intercelular.
-Sistema anhídrido carbónico / bicarbonato: CO2 / HCO3- , cuyo pka es 6.1 (Conocido tambien como sistema ácido carbónico / bicarbonato: H2CO3/ HCO3- , cuyo pKa es 6.4). Actúa primordialmente en la sangre. El CO2 proviene de los pulmones y de los desechos celulares.
-Sistema deproteínas: éstas contienen grupos ácidos y básicos; algunos de estos grupos tienen un pKa cerca de 7.0. Como las proteínas son abundantes tanto en las células como en los fluídos corporales (como la sangre y la linfa), su acción amortiguadora es considerable.
El sistema amortiguador ácido carbónico / bicarbonato se forma de acuerdo a las siguientes reacciones:
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De aquí que el pKa no sedetermina a base del H2CO3 sino del CO2 disuelto (su presión parcial). El pKa de sistema HCO3- / CO2 es 6.1 y no 6.4.
LA [H2CO3] es bien baja en la sangre.
La proporción de HCO3- a CO2 requerida para mantener el pH de la sangre en 7.4 debe ser de 20:1.
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(Si se calcula a base de ácido carbónico (pKa = 6.4) la proporción de HCO3- a H2CO3 es de 11 a 1)
La eficiencia de este amortiguador se basaen que la concentración de sus componente puede ser regulada para mantener la razón de 20 a 1. Partiendo de la reacción neta:
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el CO2 se ajusta por los cambios en la tasa de respiración. La [HCO3- ] está regulada por los riñones. En los riñones se elima tambien el exceso de H+. Si baja su concentración, los riñones remueven H+ de la sangre, causando que el equilibrio se desplace hacia laderecha, aumentando así la concentración de bicarbonato. El ácido carbónico que se pierde en este proceso es rápidamente suplido por por la hidratación cel CO2, que viene tanto de los pulmones como uno de los desechos del metabolismo celular.
Cantidades excesivas de HCO3- se eliminan a traves de los riñones. Según se añade H+, la concentración del bicarbonato disminuye por la formación de CO2.Como el exceso de CO2 se exhala a través de los pulmones, la razón de HCO3- a CO2 se mantiene relativamente inalterado.
Los pulmones funcionan para reducir la presión parcial de CO2 (pCO2) aumentando la razón HCO3- / H2CO3. Los riñones sirven para retener tanto HCO3- en la sangre como sea necesario y para regenerar más por la conversión de CO2 en HCO3- y H+. El H+ es eliminado por el sistemaamortiguador H2PO4- / HPO42- o como NH4+.
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El pH de la sangre es 7.4 y puede variar entre 7.35 y 7.45. Mientras se mantenga la razón de 20:1, el pH de la sangre se mantendrá en su valor normal. Cualquier cambio en esta proporción alteraría el balance ácido/base de la sangre causando acidemia o alcalemia.
Acidosis, el exceso de ácido o deficiencia de alcali en el cuerpo, es una condición queocurre cuando el pH sanguíneo es menor de 7.35. Puede surgir como resultado de:
-excesiva producción de compuestos ácidos en los tejidos
-pérdida de alcali (bases) de los fluidos corporales
-fallo renal para eliminar los metabolitos ácidos
-diabetes mellitus
-inanición
-ingestión de compuestos ácidos o que al metabolizarse produzcan ácidos orgánicos fuertes.
Si el pH baja a menos de 7, el...