Tampones fisiológicos, Apuntes de Bioquímica

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DISOLUCIONES TAMPÓN

ABELLÁN PÉREZ, Rubén Biología Miércoles, 8 de octubre de 2014

INTRODUCCIÓN:

DEFINICIÓN:

Una disolución tampón es aquella disolución en la que se halla, generalmente, un ácido/base débil y su sal hidrolíticamente activa a fin de mantener el pH en unos niveles constantes.

Ahora que ya conocemos la definición de disolución tampón, podemos empezar a conocer su funcionamiento, pero antes de ello, debemos de entender que es una sal hidrolíticamente activa. Pues bien, una sal hidrolíticamente activa es aquella sal que presenta un catión/anión (o ambos) que, en disociarse, es capaz de neutralizar un ácido o base externa, consiguiendo así unos niveles de pH relativamente estables. Para poder entender esto, vamos a utilizar dos sales a modo de ejemplo: el bromuro sódico (NaBr) y el acetato de potasio (CH (^) 3COOK). Cabe destacar que para que un catión/anión sea activo, debe provenir de un ácido/base débil. Si disociamos el NaBr:

NaBr (ac) ↔Na

(ac) +Br

(ac)

Si nos fijamos, nos daremos cuenta que tanto el ión sodio como el ión bromuro provienen de una base fuerte (NaOH) y un ácido fuerte (HBr), por lo cual, ya deducimos que sus iones son espectadores, y, por tanto, no es una sal hidrolíticamente activa. En cambio, si hacemos lo mismo con el acetato de potasio:

CH3COOK (ac) ↔K

(ac) +CH^ 3COO^

(ac) ↓

CH 3COO -^ +H2O↔CH 3COOH+OH-

Como observamos en este segundo caso, el catión potasio proviene de una base fuerte (KOH), por lo cual es un ion espectador, pero el anión acetato (CH3COO-) proviene de un ácido débil: el ácido acético, por lo cual, sabemos que éste es su base conjugada y por tal, es un ión capaz de reaccionar a fin de estabilizar el pH, por lo cual, esta sal sí es hidrolíticamente activa.

Una vez hecho esto, podemos por fin entender el tema de las disoluciones tampón en los seres vivos.

EL CASO DEL ION BICARBONATO (HCO 3 - )

El ion bicarbonato, también llamado ion hidrogenocarbonato (HCO 3 -^ ) es uno de los tampones más importantes del organismo humano (y animal en general), esto es debido a que ayuda a mantener unos niveles de pH próximos a la neutralidad (en torno a 7). Su valor de pK (^) a es 6,37.

Algo también característico de este tampón, es que se trata de una sustancia anfótera, lo que quiere decir que puede actuar como ácido o como base, dependiendo de las condiciones en las que se encuentre. Así pues, hay una serie de características fisiológicas que le dan a este ion su acción tamponadora:

• Puede combinarse con protones (H +^ ) para convertirse en ácido carbónico (H2CO (^) 3), elevando el pH al eliminar protones.
• Puede suceder al contrario: el H (^) 2CO 3 puede disociarse en HCO 3 -^ y un H +^ para rebajar el pH.
• Gracias a una enzima, la anhidrasa carbónica, se puede convertir al ácido carbónico en CO (^2)

(el cual es eliminado de la sangre por la respiración), y H (^) 2O.

Esquemáticamente, se puede explicar lo anterior mediante el siguiente conjunto de reacciones:

H+^ +HCO 3 - ↔H 2 CO 3 ↔CO 2 +H 2 O

(Anhidrasa carbónica)

OTROS TAMPONES IMPORTANTES

El ion dihidrógenofosfato (H (^) 2PO 4 -^ ) cuyo valor de pK (^) a es 7,4; utiliza un mecanismo de naturaleza similar al del ion bicarbonato, ya que se trata de una sustancia anfótera, pudiendo presentarse en su forma de fosfato (PO 4 3-^ ), hidrógenofosfato (HPO 4 2-) o en forma de ácido fosfórico (H (^) 3PO4).

Muchos aminoácidos pueden tener acción tamponadora, cualquiera que tenga algún grupo ácido (COO - ) o amino (NH +) que no esté bajo enlace peptídico (glutamato, histidina...), lo que implica que se encuentre en la cadena carbonatada, y no en los extremos terminales. Y finalmente, muchas proteínas plasmáticas, como la albúmina o la hemoglobina:

HhbO 2 ↔HbO 2 +H +^ pKa=6,

Hhb↔Hb+H+^ pKa=7,