NUTRICIÓN Y DIETETICA BIOQUÍMICA

FECHA DE ENTREGA:

Miercoles 22 de mayo, 2019

Introducción        

                 Los procesos bioquímicos que se llevan a cabo dentro de la célula y por consiguiente, en los seres vivos son muy dependientes de tres factores: La temperatura, el pH y la Fuerza Iónica. De tal manera que un pequeño cambio en los valores de estos parámetros genera cambios significativos en la velocidad a la que se llevan a cabo los procesos biológicos, es decir que un aspecto fundamental en la fisiología de todos los organismos es la homeostasis o capacidad para mantener una situación de equilibrio dinámico favorable. En este fenómeno tiene gran importancia los sistemas amortiguadores que equilibran la presencia de sustancias ácidas y básicas para mantener el pH entro de los límites fisiológicos.

                En los organismos vivos se están produciendo continuamente ácidos orgánicos que son productos finales de reacciones metabólicas, catabolismo de proteínas y otras moléculas biológicamente activas. Mantener el pH en los fluidos intracelulares y extracelulares es fundamental ya que ello influye en la actividad biológica de las proteínas, enzimas, hormonas, la distribución de iones a través de membranas, etc.

            Los objetivos de la presente práctica son el conocimiento de conceptos elementales (ácido, base, pH, pK, amortiguador, etc.) así como entender la base química del funcionamiento de los amortiguadores biológicos.

Contenido

¿Qué es un amortiguador biológico?

Un amortiguador es una solución o mezcla homogénea que es capaz de consumir iones H o iones OH con el fin de regular el pH. También se les denomina sistemas tampón o buffer y están constituidos por una disolución de un acido débil y su base conjugada.

Pero, ¿Qué es el pH? ¿Por qué es importante? El pH es una medida de acidez o alcalinidad que indica la cantidad de iones de hidrógeno presentes en una solución o sustancia.[pic 2]

Ejemplo: en la sangre el pH es normalmente de aproximadamente 7.4, un cambio en ese pH de o.5, ya sea más ácido o más básico, puede producir la muerte del individuo. Es importantísimo poder regular el pH, de esto están encargados los tampones.

Como mencionamos anteriormente un tampón está constituido por un acido débil y su base conjugada. Según la teoría de Bronsted-Lowry, un ácido es aquella sustancia que cede iones de H+  y  la base acepta iones de H+ (protones). También determinan que una reacción ácido-base es aquella que implica transferencia de protones.

Los ácidos débiles, como los que conforman a los amortiguadores biológicos,  se disocian de forma reversible al 50%  en una solución acuosa y son de naturaleza orgánica, por ejemplo: el ácido acético, ácido láctico, ácido pirúvico.

Reacción ejemplo:

[pic 3]

Ilustración 1. Reacción acido-base

Una sustancia ácida (A) en disolución y una sustancia básica (B) , la sustancia A cederá a la B iones de hidrogeno y estaría en equilibrio cuando se produzca el resultado, que sería la A ahora una base por haber donado protones y la B un ácido por recibir un protón. Es una reacción reversible. Podemos decir, que la función principal de los amortiguadores seria evitar cambios bruscos del pH en una solución.

[pic 4]

Ilustración 2. Como funciona el amortiguador

Mencionar los amortiguadores biológicos y sus funciones

La manera en que podemos regular el pH dentro de los límites compatibles con la vida son:

• los tampones fisiológicos
• ventilación pulmonar
• filtración renal

Los amortiguadores biológicos son:  

• Amortiguador Bicarbonato
• Amortiguador Fosfato
• Hemoglobina
• Proteínas

Pero antes de explicar los amortiguadores definiremos los siguientes términos:

• Disociación: reacción que produce la ruptura de una molécula en átomos o moléculas más sencillas.
• pKa: Una constante de disociación ácida, también conocida como constante de acidez, es una medida cuantitativa de la fuerza de un ácido en disolución. Es la constante de equilibrio de la disociación.

Amortiguador fosfato

La disociación del acido fosfórico, se desarrolla con la pérdida de un protón en cada equilibrio establecido al que corresponde un valor de pKa determinado. El acido fosfórico, al perder un hidrogeno se convierte en un anión ya que ha perdido un protón (-1), si se continua la disociación observamos que pierde otro protón (-2), y la ultima disociación pierde los 3 protones (-3). En realidad el pKa de 6.8 es el que nos sirve para regular el pH de los líquidos intracelulares.

[pic 5]

Ilustración 3. Amortiguador fosfato

El amortiguador fosfato e un buen amortiguador pero su concentración en plasma es baja, es más importante en los líquidos tubulares de los riñones y en el medio intracelular ya que en ellos el pH es algo menor y el fosfato se encuentra más concentrado. El fosfato puede encontrarse en forma libre (sal inorgánica) asociado con otras moléculas orgánicas (lípidos, azúcares, etc.)

Amortiguador proteico

Las proteínas constituyen otro sistema regulador del pH sanguíneo , estas deben su capacidad amortiguadora a la presencia de los aminoácidos, estas son moléculas anfóteras, poseen un grupo carboxilo (acido) y uno amino (básica), los cuales pueden ceder y recibir hidrógenos en la misma molécula.

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