Amortiguadores Fisiologicos

Sistemas reguladores que existen en los

mamiferos

Las c¶elulas del organismo funcionan de manera

adecuada cuando se mantienen dentro de ciertos

par¶ametros como son la temperatura, la adecuada

producci¶on de energ¶³a, los niveles de sales,

agua y nutrientes, as¶³ como el pH de los °uidos

corporales. Sin embargo, como los °uidos corporales

est¶an formados por agua y substancias

disueltas, son susceptibles a tener variaciones

en su pH dependiendo de los alimentos que se ingieran

o de reacciones metab¶olicas normales del organismo.

Si estos cambios en el pH son bruscos,

pueden llegar a afectar al organismo (Garrido,

1991).

La composici¶on qu¶³mica del plasma sangu¶³neo (la

porci¶on °uida de la sangre) y del °uido intersticial

(el °uido que se encuentra entre las c¶elulas de

los tejidos) son muy similares entre si, en contraste

a la composici¶on del °uido intracelular. Los principales

electrolitos del plasma sangu¶³neo y del °uido

intersticial son los iones Na+ y Cl¡, mientras

que para el °uido intracelular son los iones K+ y

HPO2¡ 4 . Esto indica que las c¶elulas tambi¶en deben

tener sistemas espec¶³¯cos que les con¯eran la

capacidad para transportar y regular la concentraci

¶on de iones a las que se encuentran expuestas. Es

por ello que en el plasma sangu¶³neo, en los °uidos intersticiales

y en las c¶elulas, se encuentran substancias

como el ¶acido carb¶onico, los aniones bicarbonato,

fosfato mono y dib¶asico y algunas prote¶³nas,

que participan en la regulaci¶on del pH, y que lo

23

24 ContactoS 42, 23{27 (2001)

mantienen en un intervalo constante de 7.35 a 7.45

(Wilbraham y Matta, 1989).

El control del pH en la sangre se realiza de manera

conjunta por los sistemas respiratorio y urinario

(Valtin, 1973, Wilbraham y Matta, 1989,

Olvera, 1988).

Los sistemas amortiguadores m¶as importantes

en la sangre son prote¶³nas como la hemoglobina

(HHb), la oxihemoglobina (HHbO2), y los sistemas

de bicarbonato (HCO¡3 =H2CO3 ) y fosfato

(H2PO¡4 =HPO2¡ 4 ). El sistema HCO¡3 =H2CO3

predomina en el plasma y °uido intersticial, mientras

que el fosfato (H2PO¡4 =HPO2¡ 4 ) y prote

¶³nas (Hb=HHbO2) predominan en los espacios intracelulares

(Valtin, 1973).

El metabolismo celular, normalmente y de manera

natural, genera una gran cantidad de protones, que

de no eliminarse acidi¯car¶³an el l¶³quido intersticial y

el plasma. En este caso el primer sistema amortiguador

que interviene es el del ¶acido carb¶onicobicarbonato.

Los protones excretados por los tejidos

activos reaccionan con el bicarbonato de la sangre

dando lugar a la formaci¶on del ¶acido carb¶onico.

H+ + HCO¡3 ¡! H2CO3

Cuando la sangre llega a los pulmones, el H2CO3

se descompone en H2O y di¶oxido de carbono por la

acci¶on de la anhidrasa carb¶onica (enzima presente en

los gl¶obulos rojos). El CO2 que se produce durante

la descomposici¶on del HCO¡3 se expele a trav¶es de

los pulmones (Wilbraham/Matta, 1989).

H2CO3

- H2O + CO2

a nhidra sa c a rb¶o nic a

El di¶oxido de carbono que se forma en los tejidos

durante el metabolismo, es acarreado por la sangre

principalmente en forma de ion bicarbonato. En dicha

reacci¶on tambi¶en participa la hemoglobina en

su forma ¶acida (HHb) y b¶asica (HB¡). Ya que las

substancias presentes en los °uidos corporales est¶an

disueltas en agua se emplea (ac) para indicar el medio

acuoso.

H2O + CO2(ac) + HB(¡ac) ¡Ã!¡

A lo s pulmo ne s

#

HHb(ac) + HCO¡3

ba se a c ido

El H2CO3 es un ¶acido m¶as fuerte (pKa = 6.1 en

la sangre) que la hemoglobina (pKa = 7.93), por

lo que la reacci¶on anterior tiende a desplazarse a la

derecha y el destino del HCO¡3 son los pulmones en

donde posteriormente se libera el di¶oxido de carbono

mediante la reacci¶on:

HCO¡3(ac) + HHbO2(ac) ¡Ã!¡

A lo s te jido s Ex ha la do

# #

HbO¡2(ac) + H2O + CO2(g)

Donde HHbO2 es la forma ¶acida de la oxihemoglobina

mientras que HbO¡2 es la forma b¶asica de la misma.

Esta reacci¶on tambi¶en se desplaza hacia la derecha

ya que la oxihemoglobina es un ¶acido m¶as fuerte

(pKa = 6.68) que la hemoglobina (pKa = 7.93),

lo que facilita la conversi¶on del HCO¡3 a CO2.

En caso de que se presente una acidez muy elevada,

pronto se consumir¶³an todos los aniones bicarbonato

y el sistema amortiguador m¶as importante

de la sangre se agotar¶³a. El hecho de que esto

no suceda, se debe a la contribuci¶on amortiguadora

del sistema renal, donde los ri~nones son la fuente

de nuevos aniones bicarbonato. Como se aprecia

en la ¯gura 1, el CO2 se transporta fuera de los tejidos

por la sangre que entra por los nefrones, como

parte del ¯ltrado (1), y por la acci¶on de la anhidrasa

carb¶onica se forma el ¶acido carb¶onico (2)

el cual se disocia en HCO¡3 y H+ (3). Los protones

son intercambiados por iones sodio (4), de manera

que por cada Na+ que se bombea, las c¶elulas de

la pared del t¶ubulo excretan un prot¶on hacia la orina.

Los iones sodio y bicarbonato penetran dentro

del torrente sangu¶³neo a trav¶es de los capilares

pr¶oximos al t¶ubulo distal (5).

Pero, >qu¶e pasa con los protones que pasan a formar

parte de la orina?

Se sabe que la orina generalmente es ¶acida, sin embargo,

dicha acidez tambi¶en debe ser regulada o de

lo contrario se generar¶³an alteraciones a nivel renal.

Para impedir que la acidez aumente de manera considerable,

el organismo cuenta con un sistema amortiguador

de fosfatos mono y dib¶asicos que regulan el

pH en valores cercanos a 6.0.

H+ +HPO2¡ 4 ¡! H2PO¡4

Si los sistemas respiratorio y renal se encuentran

funcionando en condiciones ¶optimas, el pH

de la sangre

...