Agua, ácidos, bases y amortiguadores PDF

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Introducción a la materia de Bioquímica, aclarando la función del agua, los ácidos, bases y amortiguadores para determinar el pH dentro del ser humano desde el punto de vista de la salud....

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Capítulo 4: Agua, ácidos, bases y amortiguadores ● ecuación de Henderson-Hasselbalch En el cuerpo humano el principal componente es el agua, siendo para los niños un 70%, los adultos un 60% y para los ancianos un 55% o menos. Este peso está seguido por las proteínas, lípidos y minerales. Es un disolvente, transportador de moléculas, medio de movimiento, disipar el calor y participar en diferentes procesos metabólicos. Se divide en los compartimientos intracelular (25 L) y extracelular (15 L), siendo que del extracelular 10 litros pertenecen al intersticial y 5 litros a la sangre. El agua es una molécula polar unido covalente a dos hidrógenos positivos y un oxígeno negativo, esta característica les permite formar puentes de hidrógenos (enlaces débiles) con otras moléculas de manera electrostática, dándole el factor de disolvente. Asimismo, esta se puede disociar en iones de hidrógeno, oxígeno e incluso hidroxilo. El agua tiene un pH de 7, considerado neutro por tener la misma cantidad de H+ y OH-, recordando que el pH es una escala para medir la cantidad de iones de hidrógeno en una sustancia. Si hay más de un componente que el otro se puede acidificar o basificar. Los principales iones en nuestro cuerpo son cationes (sodio, potasio) y aniones (cloro, bicarbonato y fosfato inorgánico), estando tanto en el líquido intracelular (LIC) como el extracelular (LEC), variando la cantidad de cada uno dependiendo de donde se encuentre.

Tomando en cuenta que el cuerpo produce ácidos metabólicos y CO2, como cuerpos cetónicos o ácidos inorgánicos, y para contrarrestarlo el cuerpo desarrolla soluciones amortiguadoras, buffers, como lo son el bicarbonato, el fosfato y la hemoglobina, que actúan

de manera inmediata, además de que en la respiración también se expira CO2, principal productor del ácido carbónico al juntarse con agua. También, por medio de los riñones se elimina amonio al excretar la orina o NH4. Mientras más hidrógenos se libere o más se disocia, el ácido es más fuerte, el caso contrario de la aceptación para las bases. Para la medicina, el punto de referencia es el pH sanguíneo, el cual va de 7.35 a 7.65 (7.36 a 7.40-7.45 según la profe). Esto se regula por la constante producción de ácidos pero también de aniones, porque son procesos reversibles, siendo que la mayoría de los ácidos terminan en -ico y las bases en -ato.

Los amortiguadores son cualquier sustancia que pueden producir tanto iones de hidrógeno como iones de hidroxilo, por eso, cuando los ácidos metabólicos se encuentran en este medio, el agua por ejemplo, liberan iones de hidrógeno y los amortiguadores actúan al unirse para evitar los cambios de pH, pero el pH varía según donde esté porque el pH es diferente adentro y afuera de la célula, por lo que se necesitan hasta diferentes amortiguadores para controlar estas sustancias antes de que incluso puedan ser excretados, utilizando enzimas durante estas reacciones, como la anhidrasa carbónica para el amortiguador de bicarbonato al convertirse en ácido carbónico y viceversa, al permite la captación de hidrógeno.

Amortiguador

Conjugado

Espacio

Bicarbonato (principal LEC)

Ácido carbónico

LEC

Hemoglobina LIC) Fosfato Proteínas

(principal Desoxihemoglobina

Eritrocitos/LIC

La misma anhidrasa carbónica se encuentra en grandes cantidades en los alvéolos pulmonares para convertir el ácido carbónico en CO2 y agua para luego ser excretadas ambas sustancias en la respiración. En caso de que haya una base fuerte como el hidróxido de sodio, el ácido carbónico libera un hidrógeno y se forma NaHCO y H20, evitando una alcalosis en el medio. Por otro lado, si hubiera un ácido fuerte, como el HCl, el bicarbonato acepta un H para formar el ácido carbónico y queda el anión cloro. La mayoría de las células forman CO2, siendo que la mayor parte de este se produce en el ciclo de Krebs. Esta molécula puede atravesar la membrana de la célula y viajar en la sangre, que al entrar en un eritrocito se une al agua, formando el ácido carbónico. Este siendo un ácido débil, libera un hidrógeno que puede ser captado por el eritrocito. De aquí se forma el bicarbonato, que puede salir a través de la membrana, llegar a la sangre y conjugarse con diversos hidrógenos de diversos procesos metabólicos, por ejemplo, los ácidos grasos. Para conocer el pH de una solución amortiguadora, se tiene la ecuación de HendersonA−¿ ¿ . Siendo que A es la base conjugada, HA es el ácido, y ¿ ¿ pKa es la constante de disociación del amortiguador.

Hasselbach, pH = pKa + log

Nota: pKa del bicarbonato es 6.1 y del fosfato 6.8....