Ácidos y basesÁcidos y bases

Los tres principales productores Los tres principales productores de iones en agua son los de iones en agua son los ácidos, las bases y las salesácidos, las bases y las sales

El estado ácido-base puede El estado ácido-base puede activar o desactivar las activar o desactivar las enzimas, las cuales, son enzimas, las cuales, son esenciales para casi todas las esenciales para casi todas las reacciones de los sistemas con reacciones de los sistemas con vida.vida.

Definiciones (según BrDefiniciones (según Brønsted-ønsted-Lowry)Lowry)

Ácido: Donador de protonesÁcido: Donador de protones

Base: Receptor de protonesBase: Receptor de protones

Ácido o base fuerte: Ionizado al Ácido o base fuerte: Ionizado al 100%100%

Ácido o base débil: Ionizado en un Ácido o base débil: Ionizado en un pequeño porcentajepequeño porcentaje

pHpH•Logaritmo negativo de la Logaritmo negativo de la

concentración de iones concentración de iones hidrógeno: hidrógeno:

• pH = - log [H+]pH = - log [H+]

•Niveles muy bajos de H+ se Niveles muy bajos de H+ se describen y comparan más describen y comparan más fácilmente en términos de fácilmente en términos de valores de pH que como valores de pH que como concentraciones molaresconcentraciones molares

•Ejemplo: Si la concentración del Ejemplo: Si la concentración del ión H+ en una solución es ión H+ en una solución es 0.0001 molar por litro (1/10000), 0.0001 molar por litro (1/10000), es decir 10es decir 10-4-4 molar por litro, el molar por litro, el pH de la solución sería 4.pH de la solución sería 4.

– Porque:Porque:

pH = -pH = -loglog [H+] [H+]

pH = -log de 0.0001 ó 1 x pH = -log de 0.0001 ó 1 x 1010-4-4

pH = -(-4)pH = -(-4)

pH = 4pH = 4

Escala de pH

• pH1.02.03.04.05.06.07.07.48.09.0

• [H+] en M/L0.10.010.0010.00010.000010.0000010.00000010.0000000400.0000000100.000000001

• pH > pH > 7 ............ 7 ............

• pH = pH = 7 ............7 ............

• pH < pH < 7 ............7 ............

ALCALINO

NEUTROÁCIDO

Fisiológicamente, en sangre arterial

pH<7,4 bajo = acidosispH >7,4 alto = alcalosis

BUFFERS, TAMPONES O AMORTIGUADORES

Son soluciones que mantienen prácticamente constantes los valores de pH con pequeños agregados de ácidos o bases, ya que contienen tanto especies ácidas que neutralizan los OH y especies básicas que neutralizan los H+

Formadas por un ácido o una base débil y su par conjugado (sal).

3 sistemas principales de amortiguadores 3 sistemas principales de amortiguadores biológicos: biológicos:

Sistema carbonato/ bicarbonato:Sistema carbonato/ bicarbonato: Na Na22COCO3 3 / NaCO/ NaCO33

--

•Sistema fosfatos:

Na2HPO4 / NaH2PO4

•Sistema de las proteínas

La presencia de biomoléculas La presencia de biomoléculas orgánicas en forma iónica está orgánicas en forma iónica está determinada por la concentración determinada por la concentración de iones hidrógeno del sistemade iones hidrógeno del sistema

Fuentes generadoras de H+

• Ácidos volátiles (CO2): 15-20 mil mmol/día

• Ácidos fijos (no volátiles):– Exógena: dieta– Metabolismo endógeno Acidos inorgánicos

Sulfatos, fosfatos Acidos orgánicos:

Acido láctico Cetoácidos

Equilibrio ácido-básico

Ingreso EgresoH+

60 mEq/día

60 mEq/día40 nEq/l

0.000000040 Eq/l

Manejo de la carga ácida diaria

• Tamponamiento extracelular

• Tamponamiento intracelular

• Compensación respiratoria

• Excreción renal de la carga neta de ácido

Valores normales

LEC

pH = 7,4

LIC

pH = 7,0

Manejo de la carga ácida diaria

0

20

40

60

80

100

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46

HORAS

% D

E R

ES

PU

ESTA

EC

IC

PULMONAR

RENAL

AmortiguaciónAmortiguación

- Amortiguador es una mezcla Amortiguador es una mezcla de un ácido débil con su base de un ácido débil con su base conjugada (o viceversa).conjugada (o viceversa).

- Los líquidos del cuerpo Los líquidos del cuerpo contienen gran variedad de contienen gran variedad de amortiguadores que amortiguadores que representan una primera representan una primera defensa importante contra los defensa importante contra los cambios de pH.cambios de pH.

AmortiguaciónAmortiguación

Ecuación de Henderson-HasselbalchEcuación de Henderson-Hasselbalch

- Se emplea para calcular el pH de una Se emplea para calcular el pH de una solución amortiguada.solución amortiguada.

pH = pK + log [ApH = pK + log [A--] / [HA]] / [HA]

Donde:Donde:

[A[A--] = forma base del amortiguador ] = forma base del amortiguador (mmol/L)(mmol/L)

[HA] = forma ácida del amortiguador [HA] = forma ácida del amortiguador (mmol/L)(mmol/L)

ECUACIÓN DE ECUACIÓN DE HENDERSON-HASSELBACHHENDERSON-HASSELBACH Para hallar pH:Para hallar pH:

1.- 1.- K = [HK = [H++] . [HCO] . [HCO33--]] H H22COCO33 CO CO22

[H[H22COCO33]]

2.- K = [H2.- K = [H++] . [HCO] . [HCO33--]]

0,03 [CO0,03 [CO22]]

3.- log K = log [H3.- log K = log [H++] + log [HCO] + log [HCO33--] ]

[CO[CO22] ]

4.-4.- pH = 6. 1 + log 24 nmol/LpH = 6. 1 + log 24 nmol/L pH = 7. 4 pH = 7. 4 0,03 x 40 mmHg0,03 x 40 mmHg

• Los fosfatos orgánicos del LIC incluyen Los fosfatos orgánicos del LIC incluyen ATP, ADP, AMP, glucosa-1-fosfato y 2,3-ATP, ADP, AMP, glucosa-1-fosfato y 2,3-difosfoglicerato (pK = 6,8).difosfoglicerato (pK = 6,8).

• Las proteínas intracelulares sirven como Las proteínas intracelulares sirven como amortiguadores por su abundante amortiguadores por su abundante contenido de grupos –COOH/COOcontenido de grupos –COOH/COO-- o – o –NHNH33/NH/NH22. .

• El amortiguador intracelular más El amortiguador intracelular más significativo es la hemoglobina (pK de la significativo es la hemoglobina (pK de la oxihemoglobina = 7,4 y de la oxihemoglobina = 7,4 y de la desoxihemoglobina 7,6).desoxihemoglobina 7,6).

Amortiguadores del LICAmortiguadores del LIC

MOLECULA DE MOLECULA DE HEMOGLOBINAHEMOGLOBINA

CURVA DE TITULACION DE LA CURVA DE TITULACION DE LA HEMOGLOBINAHEMOGLOBINA

pH7,0 7,4 7,87,6

0

mmol ac

1

1

mmol base

Amortiguadores del LECAmortiguadores del LEC

Amortiguador HCOAmortiguador HCO33/CO/CO22

• Se utiliza como la primera línea de Se utiliza como la primera línea de defensa cuando el cuerpo pierde o gana defensa cuando el cuerpo pierde o gana HH++..

• Características:Características:

a) la concentración de la forma HCOa) la concentración de la forma HCO33 es es alta (24 meq/L).alta (24 meq/L).b) el pK es 6,1, bastante próximo al pH b) el pK es 6,1, bastante próximo al pH del LEC.del LEC.

c) el COc) el CO22 es volátil y se puede espirar es volátil y se puede espirar por los pulmones.por los pulmones.

El diagrama de DavenportEl diagrama de Davenport

•FINFIN