Buffer Buioquimica

PRACTICA No 2

LOS AMINOÁCIDOS Y LAS PROTEINAS COMO ELECTROLITOS: SU CAPACIDAD AMORTIGUADORA EN EL ORGANISMO HUMANO

FUNDAMENTO BIOQUIMICO:

Una propiedad importante de los aminoácidos, consecuencia del hecho de que todos ellos tienen grupos carboxilo (-COOH) y grupos amino (-NH2) es su conducto como electrolitos. Es costumbre considerar los grupos COOH como de naturaleza acídica y los grupos NH2 como de carácter básico.

Hemos estudiado en las clases teóricas el comportamiento de los aminoácidos como iones dipolares y la conducta de ellos durante su titulación con ácido y álcalis de modo que se comportan como verdaderas sustancias tampones, amortiguadores ò buffers, para el sostenimiento del pH del medio interno dentro de estrechos límites (7.35 a 7.45). Explicamos también el comportamiento amortiguador del ion dipolar glicina al añadirle iones H+ o al añadirle OH- impidiendo las variaciones bruscas del pH sanguíneo. La representación de un aminoácido tal como la glicina por la fórmula NH2CH2COOH sugiere que se trata de una sustancia en la que el grupo amino actúa como una base conjugada y el grupo COOH como un ácido. Se ha observado, sin embargo, que esta formulación no es la correcta del estado iónico de un aminoácido en solución acuosa. La verdadera representación es aquella que dimos del ion dipolar (A) y que es la siguiente: (Estructura A)

H H

R C COO- R C COOH

Estructura (A) NH3 Estructura (B) NH2

Y que es la forma en la cual se encuentran en el torrente circulatorio, es decir, al pH fisiológico (7.4) los grupos carboxilo existen como la base conjugada, esto es, como ión carboxílico R-COO-; y al mismo pH, la mayoría de los grupos amínicos están predominantemente en la forma protónica R-NH3+

La estructura (A) iónica es la prevalente en la sangre y en la mayoría de los tejidos. La estructura (B) no puede existir a ningún pH. La conveniencia nos

enseña sin embargo que la estructura (B) se use por razones didácticas y para explicar la mayoría de las ecuaciones que entrañan reacciones distintas a las de los equilibrios protónicos. La contribución más importante a la conducta de una proteína como electrolito procede de los grupos ionizables existentes en las cadenas laterales de los aminoácidos. La curva de titulación de una proteína ò aminoácido con ácido ò álcali vendrá determinada en gran medida por el número de cada uno de estos grupos ionizables de las cadenas laterales de sus unidades de aminoácidos. Por estas razones las soluciones de proteínas tienen una poderosa capacidad tampón.

Esta propiedad amortiguadora es de importancia decisiva en los sistemas biológicos y ha sido estudiada con especial cuidado con relación a los amortiguadores de la sangre humana cuyo pH es controlado dentro de estrechos límites, tal como les expliqué en la clase teórica. Les dije que los valores de pH sanguíneo varían dentro de lo normal entre 7.35 a 7.45, cuando la sangre alcanza valores por debajo de 7.35 se produce acidosis; y cuando los valores de pH se elevan por encima de 7.45 se produce alcalosis. La sangre contiene otros dos sistemas tampones que son:

1) El Sistema bicarbonato/Acido carbónico (pK: 6,1)

2) El sistema fosfato mono sódico/di sódico (pK: 6,8)

La proteína màs importante de la sangre del ser humano es la Hemoglobina que tiene gran capacidad tampón en la proximidad del pH 7.4, lo cual

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