ciencia

6. pH y amortiguadores: Tampones fisiológicos
Isaac Túnez Fiñana1, Aurora Galván Cejudo2, Emilio Fernández
Reyes2
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, 1Facultad de Medicina, Avda. Menéndez Pidal s/n,
14004-Córdoba, 2 Campus Universitario de Rabanales, Edificio Severo Ochoa, 14071-Córdoba

RESUMEN

Un aspecto fundamental en la fisiología de todos los organismos es lahomeostasis o capacidad para mantener una situación de equilibrio dinámico
favorable. En este fenómeno tiene gran importancia los sistemas amortiguadores
que equilibran la presencia de sustancias ácidas y básicas para mantener el pH
dentro de los límites fisiológicos. Los objetivos de la presente práctica son el
conocimiento de conceptos elementales (ácido, base, pH, pK, amortiguador, etc.)
así comoentender la base química del funcionamiento de los tampones
fisiológicos.
Palabras Clave: Ácido, base, tampones, tampones fisiológicos

1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
En los organismos vivos se están produciendo continuamente ácidos orgánicos que
son productos finales de reacciones metabólicas, catabolismo de proteínas y otras
moléculas biológicamente activas. Mantener el pH en los fluidosintra y extracelulares
es fundamental puesto que ello influye en la actividad biológica de las proteínas,
enzimas, hormonas, la distribución de iones a través de membranas, etc… La manera
en que podemos regular el pH dentro de los límites compatibles con la vida son: 1) los
tampones fisiológicos y 2) la eliminación de ácidos y bases por compensación
respiratoria y renal.
Los tamponesfisiológicos son la primera línea de defensa frente a los cambios de
pH de los líquidos corporales, entre los que destacan: el tampón fosfato, el tampón
bicarbonato y el tampón hemoglobina.
Los objetivos de la práctica son entender:
1) Cómo funciona una solución tampón.
2) Porqué el tampón bicarbonato es un sistema abierto.
3) Que el mecanismo del tampón hemoglobina, para regular el pH, según estéo no
oxigenada, radica en la capacidad y pK de sus residuos activos y en su
capacidad de liberar O2.
4) Importancia de los tampones fisiológicos en el organismo humano.
1

1.2.

Concepto de ácido y base

1.2.1 Datos históricos
Lavoisier (1777) observó que sustancias como el azufre y el fósforo en combinación
con oxígeno, y en disolución acuosa, daban lugar a sustancias ácidas. Pensóque el
responsable era el oxígeno y lo llamó principio acidificante. Arrhenius (1887) propuso
la Teoría de la disociación electrolítica iónica: Cuando los electrolitos (ácidos, bases y
sales) se disuelven en H 2 O se disocian en partículas cargadas (Iones).
AB → A − + B +
←
Ácido: Sustancia que en disolución acuosa libera iones de hidrógeno
HA → A− + H +
←
ó
HA + H 2 O → A − + H 3 O +(ión hidronio)
←

(

Base: Sustancia que en disolución acuosa libera iones hidroxilo OH −
BOH → B + + OH −
←
Neutralización:
Ácido + base → sal + H 2 O
←
HCl + NaOH → NaCl + H O
←

)

2

Brönsted y Lowry (1923) definieron como
Ácido: Toda especie capaz de ceder protones.
Base: Toda especie capaz de aceptar protones.
Reacción ácido-base, aquella que implica transferencia deprotones.
Ácido → Base conjugada (del ácido) + H +
←
→ Ac − + H +
AcH ←
Las sustancias que pueden actuar tanto como ácido como base, se llaman anfolitos,
anfóteros o anfipróticos.
Lewis (1938) propuso que no todas las reacciones ácido-base implican transferencia
de protones, pero sin embargo forman siempre un enlace covalente dativo.
Ácido: Sustancia que puede aceptar un par de electronesde otros grupos de átomos,
para formar un enlace covalente dativo.
Base: Sustancia que tiene pares de electrones libres, capaces de ser compartidos para
formar enlaces covalentes dativos.
1.3. Concepto y definición de pH
El agua es un electrolito débil con una conductividad de 4 x 10 m Ω/cm. Esto indica
que aunque muy débilmente el agua se disocia en iones:
H2O -------> H3O+ + OH2

Al...