seminario 8 amortiguadores

7/26/2019 seminario 8 amortiguadores

1/6

UNIVERSIDAD DE PANAM

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y TECNOLOGA

QUMICA GENERAL- MEDICINA

SEMINARIO 8: SISTEMAS AMORTIGUADORES FISIOLGICOS

Prof. Buitrago M.

Sistemas amortiguadores fisiolgicos

A diario se producen cidos y bases por el metabolismo celular, predominando la produccin de loscidos. Esta tabla muestra las cantidades de H

+y OH

-que resultan diariamente:

Dependiendo del estilo de vida, cada persona produce cantidades diferentes de cidos y bases. Por

ejemplo, una dieta rica en carne y pobre en verdura conlleva la produccin de an ms cidos que una

dieta rica en verdura fresca.

El equilibrio cido-base de las clulas est condicionado por un conjunto de sistemas amortiguadores,

porque estas funcionan dentro de lmites estrechos de pH a causa de su metabolismo.

Los factores de amortiguacin ms sobresalientes en los organismos vivos, por su accin rpida y

eficiente en la regulacin del pH son:

a. Sistema Bicarbonato

b. Sistema Fosfato

c. Hemoglobina

d. Protenas del plasma

La importancia y relevancia de cada uno, depende del tipo de organismo. En La figura 1, resume las

caractersticas, propiedades y clasificacin de las principales soluciones amortiguadoras, presentes en

los organismos animales.


2/6

Figura 1. Caractersticas y tipos de amortiguadores biolgicos en animales

Los amortiguadores (buffers) en los fluidos corporales sirven como una defensa contra el cambio del pH .Cadacompartimiento de fluido contiene tipos y caractersticas de substancias disueltas, algunas que son

amortiguadores a un pH fisiolgico. Por eso, el pH es estabilizado por la capacidad amortiguadora de los

fluidos corporales.

En animales existen bsicamente cuatro principales amortiguadores que se localizan en los tres diferentes

compartimientos fluidos (Cuadro 1).

Cuadro 1.Tipos de amortiguadores fisiolgicos y ubicacin en los fludos biolgicos

FLUDO SISTEMA AMORTIGUADOR

SangreBicarbonato Hemoglobina Protenas

Fosfatos

Extracelular y

cerebroespinalBicarbonato Protenas Fosfatos

Intracelular Protenas Fosfatos Bicarbonato

Orina Fosfatos Amonaco


3/6

Como se puede observar, con excepcin del amonaco en la orina y la hemoglobina en la sangre, los

amortiguadores en los compartimientos son idnticos. En consecuencia, el conocer como estas soluciones

disueltas tienen la capacidad de amortiguar es esencial para poder entender al equilibrio cido-base.

El metabolismo se lleva a cabo en las clulas y despus los metabolitos (ya que sean cidos, bsicos o

neutros) tienen que ser transportados a los rganos de excrecin. Por eso el cuerpo dispone de varios

sistemas intracelulares y extracelulares, llamados buffero amortiguadores,que permiten mantener elpH constante. Los buffer son sustancias que son capaces de unirse a cidos (o H

+) de manera reversible

para que estos no afecten el pH. En concreto, el sistema buffer consiste de un cido dbil y su base

conyugada o al revs, una base y su cido conyugado. Cada sistema buffer obra en un margen concreto

de pH.

El principio de Le ChatelierAqu hay que mencionar un principio qumico muy importante para entender los sistemas

amortiguadores, el principio de Le Chatelier:

En los sistemas qumicos siempre se establece un equilibrio. Por ejemplo, cuando disolvemos sal(NaCl) en un vaso de agua disociar en iones de sodio (Na

+) y cloruro (Cl

-). Pero no es que ahora haya

slo sal disociada en iones en el vaso sino tambin un porcentaje de NaCl. La reaccin de la

disociacin ocurre continuamente y en ambas direcciones; el sistema est en equilibrio. Esto se expresa

en la frmula qumica por medio de las dos flechas: NaCl Na++ Cl-.Cada equilibrio se establece a una concentracin, temperatura y presin parcial determinada. Si una de

estas magnitudes cambia, el sistema vara para contrarrestar ese cambio. En nuestro ejemplo, si

echamos ms NaCl en el vaso el equilibrio se desplazar a la derecha, es decir ocurre preferiblemente

la disociacin hasta que se haya establecido un nuevo equilibrio.

Por otro lado, si aumentamos la concentracin de Cl-(por ejemplo aadiendo KCl al vaso de agua) el

equilibrio se desplazar a la izquierda.

Seguimos con los sistemas amortiguadores ms importantes:

(1) Sistema amortiguador del bicarbonato.Es el sistema ms importante en el lquido extracelular(especialmente en la sangre). Se compone dedixido de carbono (CO2), agua (H2O), cido carbnico (H2CO3), ion de hidrgeno (H

+) y anin

carbonato cido (HCO3-, muchas veces llamado bicarbonato):

CO2+ H2OH2CO3H++ HCO3

-

Durante la respiracin celularse produce CO2como producto de desecho. Reacciona con el agua para

formar el cido carbnico, una reaccin que es catalizada por la enzima anhidrasa carbnica. Ladisociacin de H2CO3en iones no necesita catalizador. La sangre que pasa el pulmn libera el CO2otra

vez y este es eliminado por la respiracin. Cuando hay exceso de H+, segn el principio de Le Chatelier

el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, es decir se produce ms CO2que es eliminado por el aire

expiratorio. De esa manera se "exhala" la acidez excedente.
http://www.medicinabc.com/2012/06/la-obtencion-de-energia-partir-de-los.html#axzz2DiUxk3x5http://www.medicinabc.com/2012/06/la-obtencion-de-energia-partir-de-los.html#axzz2DiUxk3x5http://www.medicinabc.com/2012/06/la-obtencion-de-energia-partir-de-los.html#axzz2DiUxk3x5


4/6

(2) Sistema amortiguador de las protenas.La carga negativa de las protenas les proporciona la capacidad de ligar protones (H

+). Aunque son

abundantes en las clulas y en la sangre, tienen su importancia mayor en el compartimiento

intracelular.

(3) Sistema amortiguador de la hemoglobina.Primero, la hemoglobina es capaz de ligar el CO2producido en los tejidos por medio de sus grupos

amino. En los alvolos pulmonares donde existe una concentracin alta de O 2, la hemoglobina

desoxigenada tiende a liberar su CO2alplasma sanguneoy aceptar O2. Luego el CO2difunde de los

capilares al aire.

Segundo, como protena la hemoglobina amortigua el pH sanguneo capturando protones. An ms: la

hemoglobina desoxigenada es capaz de ligar ms H+ que la hemoglobina oxigenada. Ese efecto es

especialmente importante en los tejidos donde se producen muchos iones hidrgeno como es el caso en

los msculos que estn trabajando. Despus de liberar su oxgeno al tejido muscular, la hemoglobina

puede ligar los H+y llevarlos a los pulmones y al rin.

(4) Sistemas amortiguadores del fosfato y del amonaco.Los fosfatos orgnicos como el ADP, ATP, Glucosa-1-fosfato y el 2,3-DPG son amortiguadores

intracelulares.

Al contrario, los fosfatos inorgnicos y el amonaco son muy importantes a nivel del rin. Cada da el

rin tiene que excretar 60-100 mmol de H+pero el pH de la orina no puede caer por debajo de 3.5.

Los fosfatos y el amonaco intervienen en los tbulos renales para mantener constante el pH de la

orina.

HPO4-2+ H+ H2PO4

-El cuerpo puede tambin excretar los protones unindolos al amonaco (NH3) que en solucin acuosa

acta como base, creando iones de amonio (NH4+) que se excretan con la orina.

Otros sistemas regulatorios: pulmn y rin

Ya hemos mencionado el rol central que el pulmn juega en la regulacin del equilibrio cido-bsico

mediante la exhalacin o retencin del CO2. Si se produce un desequilibrio que supera la capacidad de

los sistemas amortiguadores, el cuerpo reacciona aumentando o disminuyendo la frecuencia

respiratoria.

Es un mecanismo a corto plazo ya que la respiracin reacciona dentro de minutos a cambios del pH

sanguneo. La regulacin mediante el rin es un mecanismo a largo plazo; reacciona ms lentamente.

Es capaz de retener o excretar bicarbonato (HCO3-) y H

+segn sea necesario.

Fuentes:Libro de Texto de la Fisiologa. J. Huppelsberg y K. Walter. Editorial Thieme 2009
http://www.medicinabc.com/2012/11/la-composicion-del-plasma-sanguineo.html#morehttp://www.medicinabc.com/2012/11/la-composicion-del-plasma-sanguineo.html#morehttp://www.medicinabc.com/2012/11/la-composicion-del-plasma-sanguineo.html#more


5/6

ALTERACIONES ACIDO-BASEMuchas patologas estn asociadas con alteraciones del equilibrio cido-base. Teniendo en cuenta al

sistema bicarbonato/C02como principal sistema amortiguador del pH, el estudio del estado cido base

se basa en el anlisis de los componentes de este sistema. Segn los valores de pH del plasma y el

componente del sistema buffer originalmente afectado, las alteraciones cido-base se clasifican

clsicamente en los siguientes grupos: acidosis respiratoria, acidosis metablica, alcalosis respiratoria y

alcalosis metablica. Las condiciones clnicas caracterizadas como metablicas se relacionan con las

alteraciones en la concentracin de HC03-y las llamadas respiratorias se relacionan con perturbaciones

de la presin parcial de CO2(pC02).

Ante una alteracin cido-base el organismo pone en marcha mecanismos compensadores. Por

ejemplo, en una acidosis metablica se estimula el centro respiratorio lo cual facilita la eliminacin del

CO2. En la alcalosis metablica, la respuesta es inversa y tiende a retener el CO2. Cuando el

desequilibrio cido-base tiene origen respiratorio, el rin es el que produce la respuesta

compensadora. Esta respuesta no es instantnea y necesita varios das. En una acidosis respiratoria

aumenta la eliminacin de protones por orina y la reabsorcin de bicarbonato. En una alcalosis

respiratoria disminuye la excrecin de protones y aumenta la eliminacin de bicarbonato.Las causas de las alteraciones del equilibrio cido-base pueden superponerse originado condiciones

mixtas que complican su identificacin.

Evaluacin del estado cido-base:

Acidemia: pH sanguneo < 7,35Alcalemia: pH sanguneo > 7,45Acidosis y alcalosis: estados patolgicos que pueden llegar a la acidemia o alcalemia

respectivamente.

Acidosis metablica La acidosis metablica se puede detectar por una disminucin del bicarbonato

plasmtico. Las causas de la prdida de bicarbonato pueden ser:1.- Una mayor produccin de cidos orgnicos que exceda la velocidad de eliminacin. El bicarbonato

se pierde cuando se combina con los H+. Por ejemplo, la produccin de cuerpos cetnicos en la

cetoacidosis diabtica y la produccin de cido lctico en la acidosis lctica.

2.- Una reduccin en la excrecin de H+ como se observa en algunas alteraciones renales.

3.- Una excesiva prdida de bicarbonato debido a una mayor excrecin renal (disminucin de la

reabsorcin renal) o a una prdida del fluido duodenal (diarrea).

Cuando se produce alguna de estas alteraciones, la relacin bicarbonato/CO2disminuye. El descenso

del pH estimula la hiperventilacin como un mecanismo compensador respiratorio que resulta en una

mayor eliminacin de CO2. Los riones responden aumentando la excrecin de protones en forma de

amonio y preservando la base con un aumento de la reabsorcin de bicarbonato.

Acidosis respiratoria Cualquier alteracin que disminuya la eliminacin del CO2 por los pulmonesproduce un aumento de la pCO2 y una acidosis respiratoria. Las causas pueden ser factores que

depriman el centro respiratorio a nivel del sistema nervioso central (traumas, drogas o infecciones) o

factores que afecten al aparato respiratorio como por ejemplo una obstruccin de las vas areas. El

aumento en la pC02lleva a un aumento del cido carbnico que se disocia liberando protones.


6/6

La compensacin de la acidosis respiratoria se produce inmediatamente a travs de otros sistemas

buffer, principalmente el sistema de la hemoglobina y otras protenas. Los riones responden, con

mayor tiempo, de la misma manera que en una acidosis metablica aumentando la eliminacin de

amonio y la reabsorcin de bicarbonato.

Alcalosis metablica La alcalosis se produce cuando se agrega un exceso de base al sistema o sepierden fluidos cidos (vmitos gastrointestinales). Ante un dficit de sodio o de potasio, la reabsorcin

de bicarbonato y la excrecin de protones estn aumentadas lo que tambin puede conducir a una

alcalosis. En la alcalosis metablica el paciente hipoventila. Si el aumento del pH es importante,

aumenta la actividad neuromuscular y se produce tetania. La causa es una disminucin de la

concentracin de calcio libre debido a un aumento de la unin del calcio a protenas u otros aniones.

Alcalosis respiratoria Se produce una disminucin de la pCO2como resultado de un aumento en lavelocidad de la respiracin. La excesiva prdida de CO2 desplaza el sistema bicarbonato hacia la

formacin de cido carbnico con la consiguiente disminucin de la concentracin de protones y el

aumento del pH. Tambin se produce una disminucin de bicarbonato, lo cual atena el aumento delpH. Los mecanismos compensadores actan a dos niveles. En primer lugar otros sistemas buffer

proveen protones y en segundo lugar, el rin disminuye la reabsorcin de bicarbonato.

Documents

seminario 8 amortiguadores