La regulación del pH es una actividad universal y esencial de los seres vivos. Algunas enfermedades pueden producir variaciones en el pH normal de un organismo, lo cual puede ser nefasto. Hay tres principales formas en las que el organismo regula el pH normalmente. Los amortiguadores de líquidos corporales, la regulación respiratoria y el control renal.
Sabemos que los iones hidrógeno cumplen un papel importante en la determinación del pH. Cuando hay más iones hidrógeno, hay más acidez. Cuando hay menos iones hidrógeno, hay menos acidez. Por lo que los amortiguadores trabajarán con esto. Los amortiguadores químicos de líquidos corporales son buffers inmediatos que reaccionan en segundos.
No eliminan iones hidrógeno, sino que lo transforman. Corresponden a mezclas de ácidos débiles con bases conjugadas. Pueden ser bicarbonato, fosfato.
proteínas, hemoglobinas, pero el principal es el bicarbonato. El bicarbonato es un amortiguador. Cuando aumenta mucho la concentración de iones de hidrógeno, necesitamos disminuir los iones de hidrógeno. Entonces, para lograrlo, el bicarbonato, actuando como base, se une al ión hidrógeno para formar ácido carbónico. Y así queda guardado el ión hidrógeno en este ácido, disminuyendo la concentración de iones de hidrógeno y por ende la acidez.
A la vez, si la concentración de iones de hidrógeno disminuye bajo lo normal, necesitamos más iones hidrógeno para poder aumentar la acidez, entonces el ácido carbónico libera el ion hidrógeno retenido y así se mantiene una constante regulación del pH en los rangos normales. Además este ácido carbónico igual puede disociarse a través de la enzima anidrasa carbónica que rompe el ácido carbónico formando agua metabólica y el CO2 que llega a los pulmones y puede ser liberado a través del intercambio gaseoso al exhalar y ya que es el componente ácido carbónico. Al ser eliminado, se reduce la acidez y si baja mucho la acidez, es al revés la situación.
El CO2 reacciona con el agua y gracias a la enzima anidrasa carbónica, se forma ácido carbónico, el cual puede disociarse en bicarbonato y el ion hidrógeno, lo que aumentará la concentración de iones hidrógeno y la acidez. Por todo esto, el CO2 se considera el componente ácido y el bicarbonato la base en todo este proceso. Hay otros amortiguadores de los líquidos corporales, además del bicarbonato.
También tenemos a los fosfatos amortiguadores que son escasos en la sangre en comparación con el bicarbonato, pero que están mayormente concentrados dentro de la célula, pueden captar y liberar iones hidrógeno eficazmente. Cuando disminuye mucho la acidez, necesitamos más iones hidrógeno para regular el pH. Entonces este H2PO4 de hidrógeno fosfato reacciona con el agua para formar HPO4 monohidrógeno fosfato y el ion hidróneo. Sabemos que están estrechamente relacionados con el ion hidrógeno y con el pH, entonces así elevamos la acidez.
Y si la acidez aumenta mucho, el mono hidrógeno fosfato reacciona con el protón y forma el dihidrógeno fosfato más el agua, queda guardado el ion hidrógeno y así el fosfato regula el pH. En los eritrocitos tenemos a la hemoglobina, cuando aumenta la acidez, entra CO2, se une el agua con la nitrasa carbónica, se forma ácido carbónico, se disocian bicarbonato y el ion hidrógeno. El ion hidrógeno es tamponado por la hemoglobina y el bicarbonato sale del eritrocito y entra un cloro. El ion hidrógeno puede unirse a la oxi-hemoglobina y producir desoxi-hemoglobina, liberando oxígeno. Igualmente puede entrar CO2 y unirse a la hemoglobina produciendo carbamino-hemoglobina y oxígeno.
Estas interrelaciones entre el buffer bicarbonato y la hemoglobina funcionan en algún momento como amortiguadores. Y bueno, si la situación es al revés, hay menos acidez, el bicarbonato entra, el cloro sale. La hemoglobina libera el ión hidrógeno, se une al bicarbonato formando ácido carbónico y la nitrasa carbónica lo disocia en CO2 y agua.
El CO2 sale y puede seguir reaccionando en otros procesos amortiguadores. En el plasma tenemos a la albúmina, que si disminuye la concentración de iones hidrógeno, entonces libera iones hidrógenos de su estructura y si la acidez aumenta mucho, es decir, hay muchos iones hidrógeno, entonces los capta para disminuirla. Estos son los principales... buffers de los líquidos corporales, pero el más importante y principal regulador del pH extracelular es el bicarbonato.