Ph potencial de hidrogeno amortiguador de la sangre

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 la homeostasiso 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 como entenderla 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 fluidos intra yextracelulares 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 tampones fisiológicos son la primeralínea 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 esté o no oxigenada, radica en lacapacidad y pK de sus residuos activos y en su capacidad de liberar O2. 4) Importancia de los tampones fisiológicos en el organismo humano.
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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. Pensó que el responsable era el oxígeno ylo 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 endisolución acuosa libera iones hidroxilo OH − BOH → B + + OH − ← Neutralización: Ácido + base → sal + H 2 O ← HCl + NaOH → NaCl + H O ←
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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 de protones. 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 electrones de 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 disociarse el agua, coexisten iones disociados con moléculas no disociadas...