Las células de organismos vivos necesitan mantener el pH correcto o el equilibrio ácido-base para funcionar correctamente. El pH correcto se logra mediante el sistema de tamponamiento de fosfato. Consiste en iones de dihidrógeno fosfato e hidrógeno fosfato en equilibrio entre sí. Este sistema de amortiguación resiste los cambios en el pH, porque las concentraciones de los iones dihidrógeno fosfato e hidrógeno fosfato en la célula son grandes en comparación con las concentraciones de iones ácidos o básicos producidos en la célula.
¿Qué es el pH?
El pH de una solución mide la concentración de iones de hidrógeno o H +. Los iones de hidrógeno son entidades con carga positiva única, también llamadas protones. Cuantos más iones de hidrógeno hay en una solución a base de agua, más ácida se vuelve la solución. La escala de pH mide el logaritmo de las concentraciones de iones H +, por lo que una mayor concentración de H + dará un número menor. La escala de registro se ejecuta de 0 a 14. Un pH inferior a 7 se considera ácido y un pH superior a 7 es alcalino. Un pH de 7 se define como neutro porque el número de iones hidrógeno hidrógenos, o H +, e iones hidroxilo básicos, o OH-, en una solución son iguales.
Cómo funcionan los amortiguadores
A el sistema de almacenamiento en búfer consiste en un ácido débil y su base débil correspondiente. Un ácido se define como una molécula que libera iones de hidrógeno en el agua y una base es una molécula que acepta iones de hidrógeno. Un ácido débil o una base débil se ioniza, o cede hidrógeno o iones hidroxilo, solo ligeramente en agua, mientras que ácidos y bases fuertes se ionizan casi por completo. Cuando el exceso de iones de hidrógeno está en la solución tampón, la base débil engulle los iones de hidrógeno y se transforma en su ácido correspondiente mientras se preserva el pH de la solución. Cuando se agrega una base, la reacción se invierte y el ácido débil cede algunos de sus iones de hidrógeno para hacer que la solución sea más ácida y se convierta en una base débil.
El sistema de tampón de fosfato
el sistema de tampón de fosfato mantiene el pH intracelular en todos los organismos vivos. En este sistema de tampón, los iones de dihidrógeno fosfato sirven como el ácido débil. Los iones de fosfato de hidrógeno representan la base débil. En agua o en fluido intracelular, el dihidrogenofosfato y el hidrogenofosfato están siempre en equilibrio entre sí. El grado de ionización del sistema dihidrógeno fosfato-hidrogenofosfato está representado por la constante de disociación, o pKa, valor, que se expresa como un valor logarítmico. El sistema de tamponamiento de fosfato es muy adecuado para las células vivas porque el pKa es 7.21, que está muy cerca del pH fisiológico.
Cuando el sistema de tampón de fosfato es insuficiente
En organismos superiores con sistema circulatorio, el sistema de tampón de fosfato no puede mantener el pH adecuado en la sangre porque las concentraciones de dihidrógeno fosfato e hidrógeno fosfato no son lo suficientemente altas. El sistema de tampón de bicarbonato puede mantener la sangre a un pH de alrededor de 7.4. Aquí, el bicarbonato es el ácido débil y el ion hidrogenocarbonato es la base débil. El bicarbonato y el hidrogenocarbonato se forman a partir del dióxido de carbono disuelto en la sangre. El exceso de dióxido de carbono se expulsa por los pulmones.
