UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL

DEPARTAMENTO DE MEDICINA

BIOQUIMICA I

DRA. GUATEMALA

TEMA:

AGUA, PH, EQUILIBRIO ACIDO BASE Y AMORTIGUADORES, SOBRE DOSIS AGUDA DE

ASPIRINA.

RESPONSABLES:

* BRAN SURA, YANCY CAROLINA

* CABALLERO BENAVIDEZ, SAGRARIO ESPERANZA

* CABRERA SAENZ, YANCI MARIBEL

* CACERES DE VILLALTA, KATHY ROXANA

Miércoles, 1 de febrero de 2012

INDICE

Contenido N° de Página

Introducción

Objetivos

Justificación

Bloque III

Conclusión

Bibliografía

INTRODUCCION.

El pH es el grado de acidez o alcalinidad de una solución describe el grado de

concentración de iones en H+ en las soluciones.

El pH fisiológico tiene un rango de 7.35 a 7.45 aparte los sistemas amortiguadores son

soluciones que mantiene el pH ante pequeñas adiciones de acido o base fuertes. En

nuestro organismo existen tres mecanismos por los cuales se trata de mantener el

equilibrio acido-base.

1- El tampón bicarbonato: este no es el más potente pero sí el más importante. Ya

que los dos elementos del sistema amortiguador se encuentra regulados por el

sistema respiratorio y renal.

2- El tampón fosfato: Este actúa en los líquidos de los túbulos renales y de los

líquidos intracelulares siendo menos importante en el liquido extracelular ya

que la concentración de fosfato en este liquido es muy inferior en comparación

con la concentración de los líquidos intracelulares.

3- Tampón proteína: Es el más poderoso y abundante en el organismo

Al haber un desequilibrio acido-base, estos mecanismos actúan intentando evitar

trastorno en el valor de pH fisiológico y dependiendo de donde se origine algún

desequilibrio, por ejemplo el tampón bicarbonato.

Objetivos.

Deducir dentro de que valores de pH ejercerá un amortiguador su máxima

acción, conociendo en pKa del ácido que lo forma.

Explicar porque el amortiguador bicarbonato/ácido carbónico aunque no está

en su máxima acción a pH fisiológico, es el principal amortiguador del líquido

extracelular.

Explicar cuál es el papel que desempeñan las soluciones de amortiguador

fosfato pH 7.4 y la de HCL 0.1 N de la parte C del experimento y comparar con

lo que realiza el riñón.

Explicar la función del riñón en la eliminación de iones hidrógenos y

reabsorción de bicarbonato, utilizando el esquema de la célula renal.

JUSTIFICACION.

En nuestro organismo suceden un sinfín de reacciones por ello es muy importante

conocer como es nuestro funcionamiento. En este caso en los sistemas

amortiguadores ya que este realiza una función importante debido a la resistencia de

los cambios drástico de pH cuando se adicionan pequeñas buffer y son los encargados

de mantener el equilibrio.

En el sistema renal se encuentra el liquido del filtrado glomerular que contiene el

buffer fosfato que se encarga de aceptar los iones de hidrogeno eliminados por el

riñón durante el proceso de formación de orina y reabsorbiendo el HCO3 hacia la

sangre por otra parte se comprende cuando un sistema buffer se encuentra en su

máxima acción sabiendo que esto se da cuando el valor de pH es igual al valor pKa.

Por ejemplo si el pH se encuentra en el valor de 7 y pKa igual tiene valor de 7 esto

quiere decir que el sistema buffer puede llegar a su máxima acción, esto se puede

comprobar que el pH se dispara a un valor alto a un valor alto de basicidad.

El conocimiento de lo explicado anteriormente es muy necesario ya que de esta

manera podemos comprender el funcionamiento de nuestro organismo así también

comprendemos patología.

BLOQUE III

11. Deducir dentro de que valores de pH ejercerá un amortiguador su máxima

acción, conociendo el pKa del ácido que lo forma:

La máxima acción amortiguadora se da cuando el pH = pKa. Se da cuando la

cantidad de sal es igual a la cantidad de acido.

En general, la acción amortiguadora de una solución buffer se obtiene cuando

la concentración del acido débil y su base conjugada son iguales. A mayor

concentración de estas dos especies, mayor capacidad reguladora.

A valores de pH próximos a pKa las soluciones resisten los cambios con mayor

eficacia y se dice que ejerce un efecto amortiguador. Las soluciones de ácidos

débiles y bases conjugadas amortiguan mejor en valores de pH que oscilan

alrededor de PK± 1 unidad de pH. Estos significan que para amortiguar una

solución a un pH “X” deberá usarse un ácido o base débil cuyo PK no se separe

de más de una unidad del pH “X”.

Cuando el pH es igual al buffer está acercándose a su máxima acción, y Si el pH

se empieza a alejar de su máxima acción o poder amortiguador, lo que sucede

en estos puntos es que como el buffer se encuentra en su máxima acción o

cerca de ella, pueden soportar pequeños aumentos o disminuciones de iones

oxidrilo y no se da un cambio brusco en el pH.

12. Explicar por qué el amortiguador bicarbonato / ácido carbónico aunque no está

en su máxima acción amortiguadora es el principal amortiguador extracelular.

El control del pH de los líquidos corporales se lleva acabo principalmente en los

riñones y pulmones.

Sistema Amortiguador Bicarbonato.

Consiste en una solución acuosa con dos componentes: Un acido débil H2CO3 y

una sal de bicarbonato NaHCO3. El HCO3 se forma en el organismo mediante la

reacción de CO2 con H2O en presencia de la anhidraza carbónica.

El sistema amortiguador bicarbonato no es un sistema muy poderoso por dos

razones.

* La primera es porque el pH del líquido extracelular es de alrededor de 7.4,

mientras que el pKa del sistema amortiguador de bicarbonato es de 6.1. Esto

significa que la cantidad de HCO3 del sistema es unas veinte veces mayor que la

del CO2.

* La segunda razón es por las concentraciones de los elementos del sistema

bicarbonato CO2 y HCO3, no son grandes. Las cantidades que se encuentran

son pequeñas y esto hace que las posibilidades de mantener el equilibrio acido

base sea menor.

A pesar de estas características el sistema de bicarbonato es el sistema

amortiguador mas potente del organismo esta paradoja aparente se debe

sobre todo al hecho de que los dos elementos del sistema amortiguador

bicarbonato y dióxido de carbono se encuentran regulados respectivamente

por los riñones y los pulmones, a consecuencia de esta regulación el pH del

líquido extracelular está sometido a un estricto control que depende de las

proporciones relativas de la eliminación de CO2 por los pulmones.

El H2CO3 tendría una escasa capacidad tampón en el organismo si no se

deshidrata a CO2, gas que puede ser expulsado del organismo con el aire

espirado. La relación HCO3/H2CO3 es igual a 6.1 cuando el pH del plasma

sanguíneo presenta valor medio de 7.4. El control del pH de los líquidos

corporales se lleva acabo principalmente en los riñones y pulmones. En

consecuencia el pH del líquido extracelular está sometido a un estricto control

que depende de las proporciones relativas de adicción de HCO3 por los riñones

y de la taza de eliminación de CO2 por los pulmones.

A NIVEL DE LOS PULMONES.

Los pulmones participan en la regulación del pH

regulando la presión parcial de CO2 en la sangre

arterial. El CO2 producidos en procesos

metabólicos puede combinarse con el agua para formar H2CO3, puede disociarse para

formar H- y HCO3. Toda esta reacción se invierte en los pulmones cuando es eliminado

el CO2 por la ventilación. La eliminación de CO2 por los pulmones tiene un papel

fundamental en la regulación de pH de los líquidos orgánicos. Se agrega a la sangre

cuando el CO2 ingresa en los capilares para ser transportados desde los tejidos hacia

los pulmones.

H2CO3------H2O+ CO2

A NIVEL DE LOS RIÑONES.

Los riñones participan en la regulación de pH

regulando la concentración de HCO3 en el plasma,

los riñones regulan la cantidad de HCO3 recuperado

y reabsorbido del filtrado glomerular. Los riñones

generan HCO3 para reponer lo perdido en la acción

buffer sobre los diversos ácidos fuertes formados en el organismo.

13. Explicar cuál es el papel que desempeñan las soluciones de amortiguador fosfato

pH 7.4 y la del HCL 0.1 N de la parte C del experimento y comparar con lo que

realiza el riñón:

El buffer fosfato representa el liquido del filtrado glomerular, los hidrógenos

que se agregan por medio del HCL 0.1N para cambiar el pH del buffer fosfato

desde 7.4 hasta 6. Representan a los hidrógenos que el riñón agrega al filtrado

glomerular para eliminarlos en la orina intercambiándolos con sodio y

recuperar en esta forma base.

* Regulación Renal del PH

El ácido carbónico se forma en las células tubulares del riñón a través del

siguiente proceso:

Cuando se forma el CO2, durante la actividad celular en el ciclo ácido cítrico, se

combina con agua bajo la influencia de la anhidraza carbónico, como en otras

células y se forma acido carbónico. Un ion hidrogeno del ácido carbónico entra

al filtrado en el intercambio por un ion sodio.

El sistema fosfato radica en que los fosfatos se excretan en orina en altas

cantidades, lo que permite que los riñones regulen los iones positivos

incluyendo iones hidrogeno y iones sodio.

El ácido fosfórico (H3PO4), tiene tres iones hidrógenos disociables y como

sucede para los iones polivalentes, cada uno se libera reversiblemente cuando

se titula con una base con diferentes constantes de disociación. El átomo de

hidrogeno que en el ácido fosfórico tiene importancia fisiológica es el que

transforma el (H2PO4) monobásico en fosfato bibásico (HPO4) con una pKa=

7.2 la más próxima al pH del medio interno.

En el riñón estas cargas negativas se neutralizan con cargas positivas,

principalmente del sodio. A medida que se añaden iones hidrógeno al filtrado

durante la formación de orina. El fosfato bibásico recoge un ión hidrógeno y se

convierte en fosfato monobásico neutralizándose con ión Na+.

Sistema Amortiguador Fosfato.

Aunque este sistema no es muy importante en el líquido extracelular, si

interviene activamente en el amortiguamiento del líquido de los túbulos

renales y de los líquidos intracelulares, esto es porque la concentración de

fosfato en estos líquidos es muy superior a la que existe en los líquidos

extracelulares.

Los riñones desempeñan dos funciones de gran importancia en la conservación

del equilibrio acido-básico, estos son:

Reabsorción de HCO3

Excreción de H fijo

Casi toda la reabsorción 85% tiene lugar en el túbulo proximal y el resto, el

15%, lo hace en el túbulo distal y conducto colector. Este sistema conserva las

relaciones normales de la presión osmótica en la sangre y los líquidos

corporales. El riñón realiza sus funciones mediante varios mecanismos que son:

Filtración glomerular

Reabsorción tubular

Secreción

Excreción a través de la orina

* En la parte C del experimento los iones hidrógenos que se agregan por medio

del HCL para cambiar el pH del buffer fosfato desde 7.4 hasta 6.0 representan a

los iones hidrógenos que el riñón agrega al filtrado glomerular para eliminarlos

en la orina intercambiándolos con Na+ y recuperar en esta forma la base

(HCO3)

El fosfato Mono sustituido (H2PO4) y el fosfato di sustituido HPO4 forman una

solución buffer ósea un par acido débil-base conjugada que puede actuar como

un amortiguador de pH. El riñón durante la formación de la orina elimina

hidrogeno los cuales reaccionan entre si

H+ +HPO4------------------------------------------- H2PO4

En esta forma al irse formando la orina ira variando la reacción:

HPO4/H2PO4 con cambios correspondientes en el pH. Por este mecanismo el

riñón elimina hidrogeno y reabsorbe bicarbonato hacia la sangre, por cada ion

H+ eliminado por las células tubulares hacia la luz del túbulo un ion sodio es

liberado NA2HPO4 el cual acompaña al ion bicarbonato que también es

devuelto a la sangre.

Los hidrógenos que se agregan al filtrado glomerular para eliminarlos en la

orina para intercambiarlos con el sodio.

14. Explicar la función del riñón en la eliminación de iones hidrógeno y reabsorción de bicarbonato, utilizando el esquema de la célula renal:

REGULACION DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASE

Los riñones participan en la regulación del equilibrio ácido-básico, junto con los

pulmones y los amortiguadores de los líquidos corporales, mediante la excreción

de ácidos regulando las reservas de las sustancias amortiguadores en los líquidos

corporales. Los riñones son el único medio para eliminar del cuerpo ciertas clases

de ácidos generados en el metabolismo de las proteínas, como el ácido sulfúrico y

fosfórico.

El riñón es el principal órgano implicado en la regulación del equilibrio acido-

base por dos motivos:

1. Es la principal vía de eliminación de la carga acida y de los metabolitos

ácidos patológicos.

2. Es responsable de mantener la concentración plasmática de

bicarbonato, gracias a su capacidad para reabsorber y generar

bicarbonato de modo variable en funciones del pH de las células

tubulares renales.

En situaciones de acidosis se producirá un aumento en la excreción de ácidos y

se reabsorberá más bicarbonato.

En situaciones de alcalosis se retendrá mas ácido y se eliminara más

bicarbonato.

El pH urinario puede oscilar entre 4.5 y 8.2.

Los riñones regulan la concentración de iones hidrógenos del líquido

extracelular mediante tres mecanismos básicos:

Reabsorción de iones:

Los riñones absorben la mayor parte de los 4320mEq de HCO3 que filtran

diariamente.

Los iones bicarbonatos filtrados se reabsorben por la interacción con los iones

hidrógenos en los túbulos.

El efecto neto es una reabsorción de los bicarbonatos.

Los iones bicarbonato que realmente pasan al líquido extracelular no son los

mismos que se filtraron en los túbulos.

Los iones bicarbonato se titulan frente a los iones hidrogeno. En condiciones

normales, las cantidades de estos 2 iones penetran en los túbulos son casi

iguales y se combinan entre ellos para formar CO2 y H20.

Cuando existe un exceso bicarbonato respecto de iones hidrógenos en la orina

(alcalosis metabólica) el bicarbonato no se reabsorbe y se excreta en la orina.

En la acidosis por el contrario existe un exceso de iones hidrogeno con

respecto iones bicarbonato, lo que hace que la reabsorción de bicarbonato sea

completa. Titulación de iones hidrogeno por fosfato y amoniaco.

Cuando hay exceso de iones hidrogeno, estos se combinan con los

amortiguadores fosfato y amoniaco en los túbulos, lo que lleva a la generación

de nuevos iones bicarbonato que pueden pasar a la sangre.

Por lo tanto, siempre que un ion hidrogeno secretado por el túbulo se combina

con un amortiguador distinto del bicarbonato, el efecto neto es la adición de un

nuevo ion bicarbonato a la sangre.

Los iones hidrogeno sobrantes son amortiguadores en los túbulos por el fosfato

y el amoniaco y acaban siendo excretados como sales.

Secreción de iones hidrógenos:

Existe una secreción activa primaria en las células intercalares-protón ATPasa

(Bomba de protones).

Producción de nuevos iones bicarbonato:

La célula tubular metaboliza por cada molécula de glutamina 2 NH4+ y 2 HCO3-

generados por los riñones.

Por cada NH4+ excretado a la orina se genera un nuevo ion HCO3- que añade a

la sangre.

La acidosis estimula el metabolismo renal de la glutamina.

En condiciones normales, este sistema representa el 50% del ácido excretado y

el 50% de nuevo HCO3- generado por los riñones.

CONCLUSIÓN.

Los buffer fisiológicos son un elemento importantísimos en nuestro organismo ya que

de estos depende el equilibrio de ácidos y álcali en cada persona esto evitan trastornos

y problemas patológicos ya que una alteración en el pH ya sea de que se eleve o

disminuya produce alcalosis o acidosis respectivamente es en estos momentos donde

se activan tratando de contrarrestar variaciones en el valor normal de pH.

Si estos tienen un valor de pKa igual al valor de su pH se dice que está en su máxima

acción amortiguadora lo que significa que contrarrestan de una mejor manera la

presencia de acido o base.

Gracias a estos mecanismos y algunos órganos que participa con ello como lo son el

riñón y los pulmones nuestro organismo mantiene la concentración de iones H+

equilibrada.