Soluciones Reguladoras
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Sistemas reguladores de pH en la sangre

 La sangre es el fluido que transporta los gases de la respiración, los nutrientes y los productos de desecho entre los diversos órganos y tejidos.

 Existen sistemas reguladores en la sangre que ayudan a mantener el pH a 7.35:

  1. El sistema regulador de fosfato dihidrogenado/fosfato hidrogenado

  2. El sistema regulador del ácido carbónico/bicarbonato

  3. El sistema regulador de proteínas

Sistema regulador de fosfato dihidrogenado-fosfato hidrogenado

   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 sistema regulador de ácido carbónico-bicarbonato, tiene la máxima capacidad de controlar el pH de la sangre porque está vinculado a los pulmones y a los riñones.

 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:

Sistema regulador de proteínas

 Las proteínas constituyen un tercer tipo de sistema regulador de la sangre. Estas moléculas complejas contienen grupos carboxilato, -COO-, que reaccionan como bases, es decir, receptoras de protones. Las proteínas contienen también iones amonio, NH4+, que donan protones para neutralizar el exceso de base.

 La hemoglobina que es una proteína compleja (masa molar 65,000 g) que contiene varios protones ionizables.

 

 Como una aproximación muy gruesa, se la puede tratar como un ácido monoprótico de la forma HHb:

 La oxihemoglobina HHbO2 (Observe en el grupo hemo la molécula de oxígeno (color rojo) unida a un átomo de hierro (color amarillo), formada por la combinación del oxígeno con la hemoglobina, es un ácido más fuerte que la HHb:

Grupo hemo

 

 El dióxido de carbono que se produce en el metabolismo se difunde dentro del eritrocito, en donde se convierte rápidamente en H2CO3 por medio de la enzima anhidrasa carbónica:

 El ácido carbónico se ioniza:

 Esto genera dos situaciones: En primer lugar, el ion bicarbonato se difunde hacia afuera del eritrocito y es transportado por el plasma sanguíneo hacia los pulmones. Este es el mecanismo principal de eliminación de dióxido de carbono. En segundo lugar, los iones H+ producidos desplazan ahora el equilibrio en favor de la molécula de oxihemoglobina no ionizada:

 Como la HHbO2 libera oxígeno más fácilmente que su base conjugada (HbO2-), la formación del ácido desplaza la siguiente reacción hacia la derecha:

 Las moléculas de O2 se difunden hacia el exterior del eritrocito y son tomadas por otras células para efectuar su metabolismo.

 Cuando la sangre venosa regresa a los pulmones, los procesos anteriores se invierten. Los iones bicarbonato ahora se difunden hacia el interior del eritrocito, en donde reaccionan con la hemoglobina para formar ácido carbónico:

 La mayor parte del ácido se convierte entonces en CO2 por la acción de la anhidrasa carbónica:

 El dióxido de carbono se difunde hacia los pulmones y en ocasiones es exhalado. La formación de los iones Hb- también favorece la captura de oxígeno en los pulmones porque el Hb- tiene mayor afinidad por el oxígeno que la HHb.:

 El transporte y liberación del oxígeno y del dióxido de carbono en la sangre cuando la presión parcial del CO2 es mayor en los tejidos metabolizantes que en el plasma. Entonces, se difunde hacia los capilares sanguíneos y, de allí, hacia los eritrocitos. Ya que la presión parcial del o2 es mayor enlos eritrocitos que en los tejidos, las moléculas de oxígeno se difunden hacia el exterior de los eritrocitos y, de allí, hacia los tejidos. Los iones bicarbonato también se difunden hacia afuera de los eritrocitos y son transportados por el plasma hasta los pulmones.

 En los pulmones, los procesos son exactamente inversos. Ahora las moléculas de oxígeno se difunden desde los pulmones - donde producen una presión parcial mayor - hacia los eritrocitos.

Equilibrio ácido-base

 

Acidosis y alcalosis

 El mantenimiento del pH en la sangre es tan importante que existe un vocabulario especial para explicar las pequeñas variaciones del valor normal.

 Si el pH llega a bajar, lo cual significa que se incrementó la acidez de la sangre, a esta condición se le llama acidosis. La acidosis es característica de diabetes y enfisemas intratables.

 Si se incrementa el pH de la sangre, lo cual significa que la sangre tiende a ser más alcalina, esta condición recibe el nombre de alcalosis. Una dosis excesiva de bicarbonato, una exposición a altas altitudes baja la presión parcial del oxígeno, o una histeria prolongada puede causar alcalosis.  

 

 

 

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