1. Revise el concepto de: acido, base, ácido fuerte, ácido débil, base fuerte, base débil, pH, pOH, pKw, pKa, pKb y solución buffer.ÁCIDOS:

Los ácidos son sustancias puras que, en disolución acuosa, poseen un sabor característico. Este sabor nos es familiar por tres ácidos orgánicos que nos son bien conocidos: el ácido acético, presente en el vinagre; el ácido cítrico, presente en los frutos cítricos (limón, naranja, pomelo), y el ácido málico, presente en las manzanas.

ACIDOS FUERTES:Un ácido fuerte es uno que se disocia completamente en agua; en otras palabras, un molde un ácido fuerte HA se disuelve en agua produciendo un mol de H+ y un mol de su base conjugada, A-, y nada del ácido pro tonado HA El ácido debe ser más fuerte en solución acuosa que el ión hidronio Ácidos fuertes son ácidos con una pKa < -1,74En solución acuosa en condiciones normales de presión y temperatura, la concentración de iones hidronio es igual a la concentración de ácido fuerte introducido en la solución En cuan t o a e le c t r onega t i v i dad a m ayo r EN d e una b ase con j ugada en e l m i sm o periodo, más acidez. Cuando aumenta el radio atómico, la acidez también aumenta Cuanto más positivamente está cargada una especie es más ácida

ACIDOS DEBILES: Un ácido débil es aquel ácido que no está totalmente disociado en una

disolución acuosa. Aporta iones H + al medio, pero también es capaz de aceptarlos En una disolución acuosa una cantidad significativa de HA permanece sin disociar, mientras que el resto del ácido se disociará en iones positivos H + y negativos A − Cuanto mayor es el valor de Ka, más se favorece la formación de iones H+, y más bajo es el ph de la disolución La K a de los ácidos débiles varía entre 1,80×10-16y 55,50.

BASE:

Cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH− al medio. Un ejemplo claro es el hidróxido potásico, de fórmula KOH:

KOH → OH− + K+ (en disolución acuosa).BASE FUERTE:

Una base fuerte es aquella que se disocia cuantitativamente en disolución acuosa, en

condiciones de presión y temperatura constantes. Además fundamentalmente son capaces de aceptar protones H+. Una base fuerte una disolución que me proporcione un mol de iones hidrógeno por litro al disgregarse totalmente me dará un pH de 14Los hidróxidos de metales alcalinos y los hidróxidos de metales alcalino térreos serán bases fuertes Las bases fuertes hidroxílicas son las más conocidas, pero también existen las no hidroxílicas

BASE DEBIL: Una base débil también aporta iones OH− al medio, pero está en equilibrio el número de moléculas

disociadas con las que no lo están Cualquier hidróxido metálico en que el metal no sea alcalino o alcalino-térreo será una base débil Si es una base débil, como no se disgrega totalmente, me dará un pH mayor que siete y menor que 14.

PH: Se le dice pH al valor de la concentración de ion hidronio en el agua, lo vamos a

poner como H+, se expresa mediante el logaritmo negativo de la concentración de H+. Su escala es de 0 a 14, siendo el 0 más ácido y el 14 más alcalino o básico.

POH:

Como el logaritmo negativo en base 10 de la actividad de los aniones hidroxilo , o también en términos de concentración de éstos, expresado como

PKA:Todas las soluciones acuosas tienen una cantidad básica y una cantidad ácida; sólo el agua tiene la misma cantidad de iones hidronio e iones oxidrilo por lo que se considera neutra.

La ionización del agua da iones H3O+ e iones OH+, por lo que la constante de ionización del agua para esta reacción, representada por Kw, es igual al producto de las concentraciones molares de los iones H3O+ y OH+-.

Kw = [H3O+] [ OH-]

Se a encontrado experimentalmente que a 25°C Kw tiene un valor de 1 x 10- 14.

Aplicando los principios de la estequiometría, en el equilibrio, las concentraciones H3O+ y OH- en el agua deben ser iguales, por lo tanto:

Kw = [ H3O+] [OH-] = 1 x 10-14

El agua, o las soluciones donde [ H3O+] = [OH-]= 1x10-7, se dice que son neutras, es decir, que ni son ácidas ni básicas.

En las soluciones ácidas la concentración H3O+ es mayor, y en las soluciones básicas la concentración OH- es la mayor.

Como los valores de las concentraciones son muy pequeñas, se acostumbra expresar dichos valores en una escala logarítmica.

Si la constante de ionización del agua se transforma en función logarítmica, se tiene:

Kw = [ H3O+] [OH-]

Log Kw = log [ H3O+] [OH-]

Como el logaritmo de un producto es igual a la suma de los factores, entonces:

log Kw = log [ H3O+] + log [OH-]

Si multiplicamos por -1, tenemos:

-log Kw = -log[ H3O+] -log [OH-]

Si presentamos con “p” el -log, la expresión se convierte en:

pKw = p[ H3O+] + p [OH-]Si ahora sustituimos [ H3O+] por H y [OH-] por OH, tenemos:

PKw = pH + pOH

PKA:

Es la fuerza que tienen las moléculas de disociarse (es el logaritmo negativo de la constante de disociación ácida de un ácido débil).

Una forma conveniente de expresar la relativa fortaleza de un ácido es mediante el valor de su pKa, que permite ver de una manera sencilla en cambios pequeños de pKa

los cambios asociados a variaciones grandes de Ka. Valores pequeños de pKa

equivalen a valores grandes de Ka (constante de disociación) y, a medida que el pKa

decrece, la fortaleza del ácido aumenta.

Un ácido será más fuerte cuanto menor es su pKa y en una base ocurre al revés, que es más fuerte cuanto mayor es su pKa.

Esas constantes de disociación no son fijas, dependen de otras variables. Por ejemplo, la constante de disociación cambia a temperaturas diferentes. Sin embargo, mantiene su valor a la misma temperatura, ante cambios de la concentración de alguna de las especies o incluso ante la acción de un catalizador.

PKB:

Las proteína kinasa B es una familia de proteínas codificadas en los humanos por 3 genes: AKT1, AKT2 y AKT3. Juegan un importante rol en la señalización celular en mamíferos.La proteína kinasa B posee dominios PH, dominio con homología a la Pleckstrina. Estos dominios se unen con alta afinidad a los fosfoinositoles. Así, los dominios PH de la proteína kinasa B se unen al PIP3 (fosfatidilinositol 3,4,5-trifosfato) y al PIP2 (fosfatidilinositol 3,4-bisfofato). Por ejemplo, al activarse un receptor acoplado a la proteína G o un receptor tirosina kinasa tal como un receptor de insulina (RI), activan a la PI3 kinasa (fosfoinositol 3-kinasa o PI3K) que va a fosforilar PIP2 para formar PIP3.[]

SOLUCION DE BUFFER:

Un tampón o buffer es una o varias sustancias químicas que afectan a la concentración de los iones de hidrógeno (o hidronios) en el agua. Siendo que pH no significa otra cosa que potencial de hidrogeniones (o peso de hidrógeno), un "buffer" (o "amortiguador") lo que hace es regular el pH.Cuando un "buffer" es añadido al agua, el primer cambio que se produce es que el pH del agua se vuelve constante. De esta manera, ácidos o bases (álcalis = bases) adicionales no podrán tener efecto alguno sobre el agua, ya que esta siempre se estabilizará de inmediato.

2. El agua, ¿qué porcentaje de la composición corporal representa?, ¿En qué compartimentos y en qué porcentajes se distribuyen los líquidos corporales?

3. ¿A qué se le denomina medio interno del cuerpo ó milieu intérieur? Importancia.

La unidad estructural, histológica y anatómica de los seres vivos es la célula y cada una de ellas se organiza en tejidos, órganos y aparatos, orientados hacia el cumplimiento de una función específica.En el hombre, así como en todos los organismos complejos, la unidad funcional está representada por cada una de sus células más el ambiente externo de las mismas que recibe el nombre de medio extracelular o medio interno.Es importante porque tiene como función servir de protección a las células, así como de vehículo para el intercambio de sustancias.

4. ¿Cuál es la composición química del líquido extracelular e intracelular? Haga una tabla colocando las cantidades en que se encuentran los constituyentes.

5. ¿Qué es un electrolito?, ¿qué sustancias no electrolíticas se encuentran en el plasma?Un electrólito o electrolito es una sustancia que se somete a la electrolisis (la descomposición en disolución a través de la corriente eléctrica). Los electrolitos contienen iones libres que actúan como conductores eléctricos.Es posible distinguir entre electrolitos en soluciones iónicas, electrolitos fundidos y electrolitos sólidos, según la disposición de los iones. Los más frecuentes son los electrolitos que aparecen como soluciones de ácidos, sales o bases. Estas soluciones de electrolitos pueden surgir por la disolución de polímeros biológicos (como el ADN) o sintéticos (el polientirensulfonato), obteniendo una gran cantidad de centros cargados.

Puede definirse al electrolito como el solvente que se disuelve en agua para producir una solución capaz de conducir la corriente eléctrica. Cuando, en una solución, un alto porcentaje del soluto se disocia para crear iones libres, se habla de electrolitos fuertes. En cambio, si la mayor parte del soluto no se disocia, puede hacerse referencia a los electrolitos débiles.Es importante destacar que los seres vivos necesitan un complejo balance de electrolitos entre el medio intracelular y el extracelular. La ósmosis requiere de este equilibrio para regular la hidratación corporal, el pH de la sangre y las funciones musculares, por ejemplo. El calcio, el sodio, el potasio y el magnesio son algunos de los iones primarios de los electrolitos en la fisiología.El balance de electrolitos en el cuerpo suele mantenerse por vía oral aunque, en situaciones de emergencias, pueden administrarse sustancias con electrolitos por vía intravenosa. Las bebidas deportivas contienen electrolitos como parte de una terapia de rehidratación.Las sustancias no electrolíticas son: Proteínas (albúmina, inmunoglobulinas, etc.), carbohidratos (principalmente glucosa), lípidos (principalmente en forma de ácidos grasos libres y triacilglicéridos), vitaminas (hidrosolubles y liposolubles, ADEK y el complejo B entre otras), hormonas, colesterol, urea, ácido láctico, creatina, bilirrubina, fosfolípidos, sales biliares.

6. ¿Qué son los amortiguadores o tampones fisiológicos?, ¿cuáles son los principales amortiguadores presentes en los líquidos corporales? Explique cada uno de ellos.Tampones fisiológicosSon los sistemas encargados de mantener el pH de los medios biológicos dentro delos valores compatibles con la vida. Permitiendo con ello la realización de funcionesBioquímicas y fisiológicas de las células, tejidos, órganos, aparatos y sistemas. Según su naturaleza química, los amortiguadores se clasifican en orgánicos e inorgánicos y,así mismo, atendiendo a su ubicación, se distribuyen en plasmáticos y tisulares.Tampones orgánicos

Las proteínas y aminoácidos como tampón

Los aminoácidos y proteínas son electrolitos anfóteros, es decir, pueden tanto ceder protones (ácidos) como captarlos (bases) y, a un determinado pH (en su pI),tener ambos comportamientos al mismo tiempo. La carga depende del pH del medio.En un medio muy básico se cargan negativamente, mientras que en el fuertementeácido lo hacen positivamente. Desde el punto de vista fisiológico este tipo deamortiguadores resulta de especial interés a nivel tisular.

Tampón hemoglobina

Es un tampón fisiológico muy eficiente debido tanto al cambio de pK que experimenta al pasar de la forma oxidada a la reducida, como a la gran abundancia deesta proteína en la sangre (15 % del volumen total sanguíneo).La oxihemoglobina (pK= 7,16) es un ácido más fuerte que la desoxihemoglobina (pK= 7,71). Los valores de pK son tales que determinan que en la disociación siguiente,el valor x sea, aproximadamente, 0,7. HbH +x + O2 → HbO2 + xH+

Esta propiedad de la hemoglobina, de cambiar su valor de pK, demuestra el efecto tampón, permite el transporte de una determinada cantidad de CO liberada en los tejidos. La hemoglobina oxigenada que llega a los tejidos se disocia liberando O2, un proceso que está favorecido por el estado de los tejidos (baja pO2, menor PH y alta pCO2).0,7H+ + HbO2 ←→ HbH0.7

+ +O2

TAMPONES INORGANICOS:

TAMPON CARBONICO/BICARBONATOEstá constituido por H2CO3 Y HCO3

- . Aunque su valor de pk (6.1) está algo alejado Aunque su valor de pK (6,1) está algo alejadodel pH fisiológico de la sangre (7,4), es un sistema muy eficaz debido a que: 1) Larelación HCO3

-/ H2CO3 es muy alta (20/1), lo que le proporciona una alta capacidadtampón frente a los ácidos; 2) es un sistema abierto, con lo que el exceso de CO2 puede ser eliminado por ventilación pulmonar de manera rápida; y 3) además, el HCO3 puede ser eliminado por los riñones mediante un sistema de intercambio con solutos.

Tampón fosfatoA pH fisiológico, las especies del fosfato con capacidad de tamponar son H yHPO4

-2 ya que su valor de pK es de 6,8. Así pues, para el tampón fosfato:pH = 6,8 + log HPO4

-2 / H2PO4-

A pH fisiológico de 7,4, la concentración de HPO4-2 (un 80%) es 4 veces superior a

lade H2PO4

- (un 20%). Así pues, el tampón fosfato es un sistema muy eficaz paraamortiguar ácidos. La concentración de fosfato en la sangre es baja (2 mEq/L) por loque tiene escasa capacidad de tamponar si lo comparamos con otros tampones (ej elbicarbonato). En cambio, a nivel intracelular, las concentraciones de fosfato sonelevadas lo que le convierte en un tampón eficiente. Las grandes cantidades de fosfatodentro de las células corporales y en el hueso hacen que el fosfato sea un depósitogrande y eficaz para amortiguar el pH.

7. ¿Qué rol desempeñan los pulmones en el equilibrio ácido-base? Explique

La segunda línea de defensa frente a los trastornos de equilibrio acido básico es el control que ejercen los pulmones sobre el CO2 del liquido extracelular. El incremento de la ventilación elimina CO2 del liquido extracelular lo que por la acción de las masas, reduce la concentración de iones hidrogeno. Por el contrario, la disminución de la ventilación aumenta el CO2 y, elevando así la concentración de iones hidrogeno en el líquido extracelular

LA ESPIRACION PULMONAR DE CO2 EQUILIBRA SU PRODUCCION METABOLICALos procesos metabólicos intracelulares dan lugar a una producción continua de CO2

en el organismo. Una vez formado, difunde de las células hacia los líquidos

intersticiales y a la sangre, la cual lo transporta hasta los pulmones donde difunde a los alveolos para, por ultimo, pasar a la atmosfera por la ventilación pulmonar. Por termino medio, la cantidad de CO2 disuelto normalmente en los líquidos extracelulares es de 1.2 mmol/litro, lo que corresponde a una PCO2 de 40 mm HgSi la producción metabólica de CO2 aumenta, también lo hace la PCO2 del líquido extracelularPor el contrario, si la producción metabólica desciende, también lo hará la PCO2. Cuando aumenta la ventilación pulmonar, el CO2 es expulsado de los pulmones y la PCO2, del líquido extracelular baja.Por tanto, los cambios tanto de la ventilación pulmonar como de la tasa de formación de CO2 en los tejidos pueden modificar la PCO2 del líquido extracelular

EL AUMENTO DE LA VENTILACION PULMONAR REDUCE LA CONCENTRACION DE IONES HIDROGENO DEL LIQUIDO EXTRACELULAR Y ELEVA EL pHSi la formación metabólica de CO2 permanece constante, el único factor que influye sobre la PCO2 de los líquidos extracelulares es la tasa de ventilación alveolar. Cuando mayor es la ventilación alveolar, menor es la PCO2 y, a la inversa, cuando menor es la ventilación alveolar, más alta es la PCO2

Como ya se ha mencionado, cuando aumenta la concentración de CO2, también se elevan las concentraciones de H2CO3 y de iones hidrogeno, lo que se traduce en una disminución de pH del liquido extracelular

8. ¿Qué rol desempeñan los riñones en el equilibrio ácido-base? Explique

El riñón es el principal órgano implicado en la regulación del equilibrio ácido-base por

dos motivos fundamentales:

Es la principal vía de eliminación de la carga ácida metabólica normal y de los

metabolitos ácidos patológicos.

Es el órgano responsable de mantener la concentración plasmática de

bicarbonato en un valor constante, gracias a su capacidad para reabsorber y

generar bicarbonato de modo variable en función del pH de las células

tubulares renales.

Por tanto, en una situación de acidosis se producirá un aumento en la excreción de

ácidos y se reabsorberá más bicarbonato, mientras que en una situación de alcalosis

ocurrirá lo contrario, es decir, se retendrá más ácido y se eliminará más bicarbonato.

9. ¿Cuál es el tampón fisiológico más importante en la homeostasis del pH y por qué?

Amortiguador carbónico/bicarbonato.- Poco potente desde el punto de vista químico, (pK =6.1).Es el tampón más importante en la homeostasis del pH porque:

- Está presente en todos los medios tantointracelulares como extracelulares. En el

medioextracelular la concentración de bicarbonato eselevada (24 mEq).-

Es un sistema abierto. La concentración de cadauno de los dos elementos que lo componen sonregulables; el CO2 a nivel pulmonar, y el bicarbonato a nivel renal.

- La suma de las concentraciones del ácido y de la base no es constante, lo cual

aumenta muchísimosu capacidad amortiguadora

10. Mencione las variaciones que se presentan en los casos de: acidosis metabólica, alcalosis metabólica, acidosis respiratoria y alcalosis respiratoria. Liste las causas más frecuentes de cada una de estas alteraciones.

Acidosis metabólica:Causas:

Insuficiencia renal Pérdida de bases, como el bicarbonato, a través del tacto gastrointestinal, causada

por diarrea, una ileostomía o una colostomía. Cetro acidosis diabética. Sustancias tóxicas como etilenglicol salicilato (en sobredosis) metanol, paraldehído,

acetozalomida o cloruro de amonio.

Alcalosis metabólica:

Los pulmones y los riñones regulan el estado ácido/básico del cuerpo. La disminución en el nivel de dióxido de carbono o el aumento del nivel de bicarbonato crean un estado alcalino excesivo llamado alcalosis.

La alcalosis respiratoria es ocasionada por los niveles bajos de dióxido de carbono. La hiperventilación (aumento en la frecuencia respiratoria) hace que el cuerpo pierda dióxido de carbono. La altitud o una enfermedad que produzca una reducción de oxígeno en la sangre obliga al individuo a respirar más rápido, reduciendo los niveles de dióxido de carbono, lo que ocasiona una alcalosis respiratoria.

La alcalosis metabólica es ocasionada por un exceso de bicarbonato en la sangre y la alcalosis hipoclorémica es causada por una deficiencia o pérdida extrema de cloruro (que puede ser debido a vómito prolongado). Los riñones compensan la pérdida de cloruros mediante la conservación de bicarbonato.

La alcalosis hipocaliémica es ocasionada por la reacción del riñón a una deficiencia o pérdida extrema de potasio que puede ser provocada por el uso de algunos medicamentos diuréticos.

La alcalosis compensada se presenta cuando el cuerpo ha compensado parcialmente la alcalosis, alcanzando el equilibrio normal ácido/básico, aun cuando los niveles de bicarbonato y dióxido de carbono permanezcan anormales.

Acidosis respiratoria:Es una afección que ocurre cuando los pulmones no pueden eliminar todo el dióxido de carbono que el cuerpo produce. Esto hace que los líquidos corporales, especialmente la sangre, se vuelvan demasiado ácidos.Causas:Las causas de la acidosis respiratoria son, entre otras:Enfermedades de las vías respiratorias (como asma y enfermedad pulmonar obstructiva crónica).Enfermedades del tórax (como la sarcoidosis).Enfermedades que afectan los nervios y los músculos que "le dan la señal" a los pulmones para inflarse o desinflarse.Fármacos que inhiben la respiración (entre ellos, analgésicos potentes como los narcóticos y "tranquilizantes" como las benzodiacepinas), especialmente cuando se combinan con alcohol.Obesidad grave, la cual restringe la capacidad de expansión de los pulmones.La acidosis respiratoria crónica ocurre durante un tiempo prolongado, lo que lleva a una situación estable, debido a que los riñones incrementan los químicos corporales, como el bicarbonato, que ayudan a restaurar el equilibrio acido básico del cuerpo.La acidosis respiratoria aguda es una afección en la cual el dióxido de carbono se acumula muy rápidamente y antes de que los riñones puedan retornar el cuerpo a un estado de equilibrio.

Alcalosis respiratoria:

La alcalosis respiratoria se presenta cuando la sangre es más alcalina de lo normal, debido a que la respiración rápida o profunda da como resultado una baja concentración de anhídrido carbónico en la sangre.Una respiración rápida y profunda (hiperventilación), provoca una eliminación excesiva de anhídrido carbónico de la sangre. La causa más frecuente de hiperventilación, es la ansiedad. Las otras causas de alcalosis respiratoria son el dolor, la cirrosis hepática, bajos valores de oxígeno en la sangre, fiebre y sobredosis de ácido acetilsalicílico.

BIBLIORAFIA:1.

home. Fisiologia Guyton Ch 30 Regulacion Del Equilibrio Acido Base [Internet]. 2009 [citado 2012 abr 25]