Por David Stewart | Actualizado el 30 de agosto de 2022
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Un tampón es una sustancia química que estabiliza el pH de una solución, incluso cuando se agregan ácidos o bases. En los sistemas vivos, la amortiguación es crucial para mantener un entorno interno estable:la homeostasis. Moléculas pequeñas como el bicarbonato y el fosfato, así como macromoléculas como la hemoglobina y las proteínas, proporcionan esta capacidad amortiguadora.
El sistema tampón de bicarbonato regula el pH de la sangre a través de un equilibrio dinámico entre el ácido carbónico (H₂CO₃) y los iones de bicarbonato (HCO₃⁻). Cuando la sangre se vuelve demasiado ácida, el amortiguador convierte el exceso de iones de hidrógeno en dióxido de carbono, que luego los pulmones expulsan. Por el contrario, durante la alcalosis, el bicarbonato se excreta en la orina, restableciendo el pH neutro.
Dentro de las células, el tampón fosfato, que comprende hidrógeno fosfato (HPO₄²⁻) y dihidrógeno fosfato (H₂PO₄⁻), proporciona una capacidad tampón más fuerte que el sistema de bicarbonato. Neutraliza el exceso de iones de hidrógeno formando especies de fosfato menos reactivas y, en condiciones alcalinas, acepta iones de hidróxido, devolviendo así la neutralidad al entorno intracelular.
Las proteínas, formadas a partir de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos, tienen cadenas laterales que pueden donar o aceptar protones. A pH fisiológico, los grupos carboxilo existen como iones carboxilato cargados negativamente (COO⁻), mientras que los grupos amino están protonados como NH₃⁺. En condiciones ácidas, los carboxilatos capturan protones para formar COOH, y en condiciones alcalinas, el NH₃⁺ libera protones, convirtiéndose en NH₂; ambas acciones amortiguan las oscilaciones del pH.
La hemoglobina, el pigmento que transporta oxígeno en los glóbulos rojos, también amortigua el pH del tejido. Sus subunidades de globina pueden unirse a protones mientras que el hierro hemo se une al oxígeno. Durante el ejercicio, el exceso de protones es absorbido por la hemoglobina, que simultáneamente libera oxígeno, mitigando así la acumulación de ácido en los músculos.
