le chatelier

El principio de Le Chatelier
Aquí hay que mencionar un principio químico muy importante para entender los sistemas amortiguadores, el principio de Le Chatelier: 
En los sistemas químicos siempre se establece un equilibrio. Por ejemplo, cuando disolvemos sal (NaCl) en un vaso de agua disociará en iones de sodio (Na+) y cloro (Cl-). Pero no es que ahora haya sólo sal disociada en iones en elvaso sino también un porcentaje de NaCl. La reacción de la disociación ocurre continuamente y en ambas direcciones; el sistema está en equilibrio. Esto se expresa en la fórmula química por medio de las dos flechas: NaCl   Na+ + Cl-.
Cada equilibrio se establece a una concentración, temperatura y presión parcial determinada. Si una de estas magnitudes cambia, el sistema varía para contrarrestar esecambio. En nuestro ejemplo, si echamos más NaCl en el vaso el equilibrio se desplazará a la derecha, es decir ocurre preferiblemente la disociación hasta que se haya establecido un nuevo equilibrio. 
Por otro lado, si aumentamos la concentración de Cl- (por ejemplo añadiendo KCl al vaso de agua) el equilibrio se desplazará a la izquierda.

Seguimos con los sistemas amortiguadores másimportantes:


(1) Sistema amortiguador del bicarbonato. 
Es el sistema más importante en el líquido extracelular (especialmente en la sangre). Se compone de dióxido de carbono (CO2), agua (H2O), ácido carbónico (H2CO3), ion de hidrógeno (H+) y anión carbonato ácido (HCO3-, muchas veces llamado bicarbonato):

CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3-

Durante la respiración celular se produce CO2 como producto dedesecho. Reacciona con el agua para formar el ácido carbónico, una reacción que es catalizada por la enzima anhidrasa carbónica. La disociación de H2CO3 en iones no necesita catalizador. La sangre que pasa el pulmón libera el CO2 otra vez y este es eliminado por la respiración. Cuando hay exceso de H+, según el principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, es decir seproduce más CO2 que es eliminado por el aire expiratorio. De esa manera se "exhala" la acidez excedente.



(2) Sistema amortiguador de las proteínas.
La carga negativa de las proteínas les proporciona la capacidad de ligar protones (H+). Aunque son abundantes en las células y en la sangre, tienen su importancia mayor en el compartimiento intracelular. 

(3) Sistema amortiguador de lahemoglobina.
Primero, la hemoglobina es capaz de ligar el CO2 producido en los tejidos por medio de sus grupos amino. En los alvéolos pulmonares donde existe una concentración alta de O2, la hemoglobina desoxigenada tiende a liberar su CO2 al plasma sanguíneo y aceptar O2. Luego el CO2 difunde de los capilares al aire. 
Segundo, como proteína la hemoglobina amortigua el pH sanguíneo capturandoprotones. Aún más: la hemoglobina desoxigenada  es capaz de ligar más H+ que la hemoglobina oxigenada. Ese efecto es especialmente importante en los tejidos donde se producen muchos iones hidrógeno como es el caso en los músculos que están trabajando. Después de liberar su oxígeno al tejido muscular, la hemoglobina puede ligar los H+ y llevarlos a los pulmones y al riñón.

(4) Sistemas amortiguadoresdel fosfato y del amoníaco.
Los fosfatos orgánicos como el ADP, ATP, Glucosa-1-fosfato y el 2,3-DPG son amortiguadores intracelulares. 
Al contrario, los fosfatos inorgánicos y el amoníaco son muy importantes a nivel del riñón. Cada día el riñón tiene que excretar 60-100 mmol de H+ pero el pH de la orina no puede caer por debajo de 3.5. Los fosfatos y el amoníaco intervienen en los túbulos renalespara mantener constante el pH de la orina. 
HPO4-- + H+  H2PO4-.
El cuerpo puede también excretar los protones uniéndolos al amoníaco (NH3) que en solución acuosa actúa como base, creando iones de amonio (NH4) que se excretan con la orina. 

Otros sistemas regulatorios: pulmón y riñón

Ya hemos mencionado el rol central que el pulmón juega en la regulación del equilibrio ácido-básico...