IMPORTANCIA DEL MECANISMO DE ACCION DEL SISTEMA BUFFER A NIVEL BIOLOGICO

Importancia Del Mecanismo De Acción Buffer A Nivel Biológico

Muchas biomoléculas no actúan a un determinado valor de pH y solo toleran fluctuaciones mínimas en el pH. Dado el bajo grado de ionización del agua(H2O), cuando añadimos en ésta una pequeña cantidad de ácido o de base, el pH varía en mucha cantidad, llegando a niveles de pH en los cuales las biomoléculas no podrían cumplir sus funciones. Por esta razón los líquidos fisiológicos contienen tampones que, a diferencia del agua, mantienen el pH constante.

Un tampón biológico eficaz debe ayudar a mantener la sangre en el intervalo “seguro” de pH=7.35 a 7.45 evitando los cambios de pH en cualquier sentido fuera de este intervalo. Los cambios hacia pH acido (es decir, por debajo de 7.35) son particularmente indeseables dadas las variaciones en la producción de ácidos, como láctico, pirúvico, acético, etc., en el metabolismo. La producción de dichos ácidos en el ejercicio extremo puede bajar el pH de la sangre periférica incluso por debajo de 7.0.

El sistema del tampón bicarbonato es clave en la regulación del pH en la sangre humana y puede responder a los cambios de pH de varias formas:

CO2 + H2O [H2CO3] H+ + HCO3-

producido en el metabolismo siempre disponible en equilibrio con las especies de cada lado

producido en el metabolismo tampón sanguíneo preexistente

eliminado directamente en los pulmones controlada en el riñón vía mecanismos fisiológicos no relacionados con el pH convertido en los productos de la izquierda por la anhidrasa carbónica (glóbulos rojos) control en el riñón o reacción con el bicarbonato para dar los productos de la izquierda control en el riñón o reacción con los H+para dar los productos de la izquierda

Existen tampones de gran importancia en el organismo:

Inorgánicos:

Tampón bicarbonato:

CO2 + H2O H2CO3 HCO3 - + H+

Tampón fosfatico:

H2PO4- HPO42- + H+

Orgánicos:

Tampón hemoglobina:

HHbO2 HbO2- / HbH Hb- + H+

Aminoácidos y proteínas

Los tampones son los primeros responsables de mantener estos niveles de pH constantes aunque en el organismo se produzcan altas cantidades de ácidos debido al metabolismo. Así, los tampones son el primer nivel de defensa contra los cambios de pH. También contribuyen al equilibrio la regulación respiratoria (segunda línea de defensa) y la regulación renal (tercera línea de defensa). Cuando hay alteraciones debidas a enfermedades de los riñones, pulmones o por diabetes mellitus, el pH se ve alterado y se padece acidosis (pH<7,37) o alcalosis (pH>7,43).

Las causas principales de acidosis son: insuficiencia renal, acidosis tubulorrenal, cetoacidosis diabética, acidosis láctica, sustancias tóxicas (etilenglicol,salicilato (en sobredosis), metanol, paraldehído, acetazolamida o cloruro de amonio. Las causas principales de alcalosis son: uso de diuréticos (tiacidas,furosemida, ácido etacrínico), pérdida de ácido causada por vómitos o aspiración del contenido del estómago, glándulas suprarrenales hiperactivas (síndrome de Cushing o utilización de corticosteroides).

Estas alteraciones pueden rendir su efecto en la primera, la segunda o la tercera línea de defensa; impidiendo así el funcionamiento de todos los mecanismos complejos que mantienen los niveles de pH a niveles adecuados.

Referencia bibliográfica

• D’Ocon MC, García MJ, Vicente JC (1998). Estudio del equilibrio ácido-base. En D’Ocon MC, García MJ, Vicente JC (eds): “Fundamentos y Técnicas de Análisis Bioquímico”, 1ª ed. Editorial Paraninfo (Madrid, España), pp. 27 – 38.

• Fernández, Galván, Túnez; pH y amortiguadores: Tampones fisiológicos. [en línea] <http://www.uco.es/dptos/bioquimica-biol-mol/pdfs/06%20pH%20AMORTIGUADORES.pdf

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