ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALQUÍMICA IIRESUMEN

TEMA: “EL pH SANGUÍNEO”

INTEGRANTES: Arequipa Salomé, Barba Miguel, Cajas Estefanía

La preservación del pH es vital para las células de todos los seres vivos. La actividad enzimática y muchas de las reacciones químicas que se llevan a cabo son sensibles y dependientes del pH.

De hecho es tan importante que la amenaza más inmediata a la supervivencia de una persona, con un daño grave o quemaduras, es el cambio del pH. De allí que uno de los primeros pasos de los paramédicos es administrar líquidos intravenosos.

1. SOLUCIONES AMORTIGUADORAS

Cuando se tiene soluciones de ácidos débiles éstas pueden tener valores de pH relativamente bajos, cuando se desea variar este valor y mantenerlo constante se emplean soluciones amortiguadoras, basadas en el efecto del ión común.

Este principio dice en forma general: el grado de disociación de un electrólito débil disminuye cuando se agrega a la disolución un electrólito fuerte que tiene un ion en común con el electrólito débil.

El pH de una solución de HF de concentración 0.20M es 1.94

H F(ac)↔H(ac)+¿ +F(ac)

−¿ ¿¿

El pH de una solución amortiguadora de 0.20M HF y 0.10M NaF es 2.85

H F(ac)↔H(ac)+¿ +F(ac)

−¿ ¿¿

Su característica de amortiguador se debe a la resistencia que presentan frente a los cambios drásticos de pH cuando se agregan pequeñas cantidades de un ácido o una base fuerte. Es decir aumentan la cantidad de ácido o base requerida para cambiar su pH.

En este tipo de soluciones el pH puede variar en función de factores externos al sistema como pueden ser la temperatura o la presión.

En la naturaleza existen varios sistemas naturales que requieren de una regulación constante de su pH; uno de los casos más conocidos es el agua de mar.

Su pH alcalino variable entre 7.5 y 8.4, es sustentado mediante una compleja mezcla de soluciones amortiguadoras, de las que la más destacable es el sistema amortiguador abierto bicarbonato-carbónico.

Otro caso muy común de solución amortiguadora es la sangre en cuya composición se hallan sales y ácidos en diferentes concentraciones, así como otros compuestos que forman sistemas buffer, para sustentar el funcionamiento del organismo.

2. AMORTIGUADORES FISIOLÓGICOS

En los organismos vivos continuamente se están produciendo ácidos orgánicos producto de reacciones metabólicas.

Por esta razón el cuerpo humano mantiene un sistema de altamente complejo de reguladores del pH, tanto dentro de las células, como en los líquidos que transportan células.

Estos sistemas de regulación se pueden clasificar en:

a. Los amortiguadores fisiológicosb. Los procesos de eliminación de ácidos o bases por compensación renal o respiratoria

De estos por su importancia química y por la rapidez con la que reaccionan, los buffer fisiológicos se consideran de especial importancia.

Al enfrentarse el cuerpo a una posible variación de pH, la primera defensa son estos tampones que reaccionan en cuestión de segundos, mientras la eliminación respiratoria tarda minutos u horas, y aún más la eliminación renal que tarda incluso días.

a. Los amortiguadores fisiológicos: Son los sistemas amortiguadores que se encargan de sustentar la vida y funciones del organismo humano; pueden actuar tanto el líquido intracelular (citoplasma) o en los líquidos extracelulares (plasma sanguíneo). Según su naturaleza química, pueden ser tampones orgánicos o tampones inorgánicos.

Existen dos tampones orgánicos; los aminoácidos y la hemoglobina.

Los aminoácidos y las proteínas son electrolitos anfóteros, es decir, pueden tanto ceder protones como captarlos, es decir pueden actuar como ácidos o como bases. La carga depende del pH que tome el medio en que se hallan. Por lo que resultan tener una muy buena eficiencia como amortiguadores; a nivel de tejidos (tisular).

La hemoglobina, que es parte de los glóbulos rojos en la sangre, es también un tampón fisiológico muy eficiente ; debido tanto al cambio de pK al reducirse; así como por la gran abundancia de ésta proteína en la sangre (cerca al 15% de su volumen total).

A pesar de la importancia de los buffer orgánicos, los tampones inorgánicos son los que sin duda alguna sostienen el equilibrio ácido-base en nuestro organismo.

• Sistema Fosfato (HPO4−2/H2PO4

−1¿: El pH intracelular de la mayoría de las células se mantiene aproximadamente alrededor de 7.4 y depende esencialmente del amortiguador biológico fosfato. A pH fisiológico, las especies del fosfato con capacidad de tamponar son el ión dihidrofosfato (HPO4

−2) y el ión hidrofosfato (HPO4−1).

Estos iones fosfato abundan en el interior de las células; mas no en los líquidos extracelulares y participan como sustituyentes importantes de moléculas orgánicas. Lo más importante es que el pKa para el ión HPO4

−2 es 7.20, el cual es muy cercano al límite inferior del pH normal.

H 2PO4(ac)−¿ ↔H 3O(ac)

+ ¿ +HPO4−2

(ac)¿¿

Esto significa que para que la solución amortiguadora controle el pH aproximadamente a 7.4 la relación de concentraciones (HPO4

−2/H2PO4−1¿ debe ser igual 1.58. Se ha hallado que en

las células normales, esta relación puede llegar a 4/1, por lo que se convierte en un sistema sumamente eficaz en el control del pH celular.

Las grandes cantidades de fosfato dentro de las células corporales y el hueso hacen que el fosfato sea un depósito grande y constante para amortiguar el pH.

pH=p Ka+ log[HPO4−2 ]

[H 2PO4−1 ]

0.20=log[HPO 4

−2 ][H 2PO4

−1 ]

7.40=7.20+log[HPO 4

−2 ][H 2PO4

−1 ][HPO 4

−2 ][H 2PO4

−1 ]≈1.58

Está constituido por dos aniones poliatómicos en la sangre, éstos son el fosfato dihidrogenado, H2PO4

-, y el fosfato hidrogenado, HPO4-2.

El fosfato dihidrogenado, es un ácido débil y el fosfato hidrogenado es su base conjugada; por lo tanto, se establece el siguiente equilibrio:

Cuando se agrega un ácido este equilibrio se desplaza hacia la izquierda, lo cual produce más H2PO4

-.

Cuando se agrega una base este equilibrio se desplaza hacia la derecha, lo cual produce más HPO4

-2.

Sistema regulador de ácido carbónico-bicarbonato: El ácido metabólico más importante es el carbónico (CO2 disuelto en agua de carácter ácido). Ya que tienen la virtud única que el CO2, su anhídrido es un gas, lo que le permite estar vinculado a los pulmones y a los riñones, que regulan sus concentraciones, puede regular las concentraciones de otros ácidos o compuestos de carácter ácido (como los iones orgánicos lactato, hidroxipirubato; o los iones orgánicos sulfatos o fosfatos); mediante la amortiguación por acción del iónbicarbonato.

El equilibrio que se establece en la sangre es:

Como en el sistema regulador de fosfato dihidrogenado-fosfato hidrogenado, si se agrega ácido, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda:

Al agregar una base, el equilibrio se desplaza hacia la derecha:

Si se aporta un ácido o una base en concentraciones altas o de manera continua, a una solución amortiguadora, su poder de amortiguamiento puede verse reducido; de allí que por ejemplo una mala alimentación pueda afectar de manera significativa al valor de pH sanguíneo; un excesivo consumo de carbohidrato, grasas o alcohol puede llevar a una disminución del pH sanguíneo y con llevar a una acidosis.

Para casos contrarios como son el incremento del pH, lo que produce alcalosis. Cuando se da de manera aguda y leve, esta puede invertirse si la persona respira en el interior de una bolsa, lo que permite reciclar el CO2, e inducir el aumento de iones hidronio (H+) con lo que el pH se reducirá a valores normales.